تفاوت فیلتر غیرفعال و فیلتر قدرت فعال
Apr 13, 2026| فیلترهای غیرفعال که به عنوان فیلترهای LC نیز شناخته می شوند، دستگاه های فیلتر کننده ای هستند که از سلف ها (L)، خازن ها (C) و مقاومت ها (R) تشکیل شده اند که می توانند به طور خاص مرتبه هارمونیک ها را حذف کنند. متداول ترین سازه مورد استفاده در مهندسی شاخه تشدید سری LC است. هنگامی که این انشعاب به صورت موازی به شبکه برق متصل می شود، امپدانس بسیار پایینی را در فرکانس های هارمونیک های مشخصه اصلی مانند مرتبه های 3، 5 و 7 ارائه می دهد و یک کانال بای پس برای جریان های هارمونیک برای دستیابی به هارمونیک هارمونیک فراهم می کند. فیلترهای منفرد-تنظیم شده، فیلترهای دوگانه-و فیلترهای بالا- همه متعلق به فیلترهای غیرفعال هستند که حالت اصلی کار آنها سرکوب هارمونیک غیرفعال است و کنترل هارمونیک را تنها با تکیه بر ویژگی های تشدید اجزای غیرفعال LC انجام می دهد.
فیلتر برق فعال (APF)یک دستگاه سرکوب هارمونیک پویا و جبران توان راکتیو مبتنی بر فناوری الکترونیک قدرت است که میتواند جبرانسازی زمان واقعی برای هارمونیکها با دامنهها و فرکانسهای مختلف و همچنین توان راکتیو نوسانی را انجام دهد. ویژگی "فعال" آن در این واقعیت منعکس می شود که دستگاه باید به منبع تغذیه جانبی DC مجهز شود و جریان جبرانی را از طریق کنترل فعال تولید کند، نه اینکه صرفاً بر رزونانس غیرفعال LC تکیه کند. APF می تواند به طور موثر بر کاستی های فیلترهای غیرفعال سنتی غلبه کند، مانند ویژگی های جبران ثابت و آسیب پذیری در برابر امپدانس سیستم، تحقق جبران پویا و واقعی{4}}زمان ردیابی، و می تواند هم سرکوب هارمونیک و هم جبران توان راکتیو را کامل کند.
تئوری توان راکتیو آنی مدارهای سه فاز- اساس نظری اصلی برای توسعه APF است. APF به طور عمده به نوع موازی و نوع سری تقسیم می شود که در میان آنها نوع موازی بیشترین استفاده را دارد:
● APF موازی: معادل یک منبع جریان کنترلشده، که عمدتاً هارمونیکهای جریان، توان راکتیو و جریان نامتعادل را جبران میکند.
● سری APF: معادل یک منبع ولتاژ کنترل شده است که عمدتا هارمونیک های ولتاژ، نوسانات ولتاژ و اختلالات ولتاژ را سرکوب می کند.
|
مقایسه اقلام |
فیلتر غیرفعال |
فیلتر برق فعال (APF) |
|
ترکیب کامپوننت |
اجزای غیرفعال مانند سلف (L)، خازن (C) و مقاومت (R) |
مبدل برق، کنترل کننده، سنسور جریان/ولتاژ، منبع تغذیه جانبی DC- |
|
اصل کار |
با استفاده از ویژگیهای رزونانس سری LC، امپدانس پایینی را در فرکانس هارمونیک هدف ارائه میکند و برای جریانهای هارمونیک (نوع غیرفعال) شنت بای پس فراهم میکند. |
با تشخیص هارمونیک ها از طریق کنترلر، مبدل قدرت به طور فعال جریان جبران معکوس را برای جبران هارمونیک های اصلی (نوع فعال) تزریق می کند. |
|
ویژگی های جبران خسارت |
جبران فرکانس ثابت؛ جبران پلکانی را می توان از طریق سوئیچینگ گروهی به دست آورد، اما جبران پویا پیوسته امکان پذیر نیست |
جبران کامل-ردیابی دینامیکی فرکانس، قابل تطبیق با-تغییرات زمان واقعی در دامنه و فرکانس هارمونیک |
|
قابلیت کنترل هارمونیک |
فقط قادر به کنترل هارمونیک های مرتبه پایین از پیش تعیین شده- ( مرتبه های سوم، پنجم، هفتم) با تأثیر ضعیف بر هارمونیک های مرتبه بالا- |
قادر به فیلتر کردن هارمونیک های مرتبه پایین-و مرتبه بالا- به طور همزمان، و می تواند با سناریوهای هارمونیک پیچیده و متغیر مقابله کند. |
|
ریسک رزونانس سیستم |
مستعد تقویت رزونانس هارمونیک با امپدانس سیستم شبکه است که خطرات ایمنی بالقوه را به همراه دارد |
اساسا هیچ رزونانسی رخ نمی دهد. در شبکه های قدرت بسیار ضعیف، با خطر بسیار کم، ممکن است تنها اندک اندرکشی با امپدانس سیستم رخ دهد |
|
قابلیت جبران توان راکتیو |
می تواند به طور همزمان جبران توان راکتیو خازنی ثابت را ارائه کند، اما نمی تواند توان راکتیو القایی یا توان راکتیو نوسانی را جبران کند. |
قادر به جبران پویا و روان برای توان راکتیو خازنی و القایی، حل مشکلات هارمونیک و توان راکتیو |
|
سرعت پاسخگویی |
آهسته (سطح دوم/100 میلی ثانیه)، تحت تأثیر پارامترهای مؤلفه |
بسیار سریع (سطح میکروثانیه/میلی ثانیه)، قابلیت ردیابی-زمان واقعی تغییرات هارمونیک |
|
هزینه |
کم، با اجزای ساده و بهره برداری و نگهداری راحت |
نسبتاً بالا؛ اجزای اصلی مبدلهای قدرت و کنترلکنندهها هستند که نیازهای عملیاتی و نگهداری کمی بالاتر دارند |
|
سناریوهای قابل اجرا |
سناریوهایی با بارهای پایدار و فرکانس های هارمونیک ثابت (کارخانه های صنعتی معمولی، شبکه های توزیع فشار ضعیف-)
|
سناریوهایی با نوسانات بار زیاد و هارمونیک های پیچیده (مبدل های فرکانس، کوره های قوس الکتریکی، سیستم های منبع تغذیه برای تجهیزات الکترونیکی دقیق) |