弧焊逆變電源中有源與無(wú)源濾波介紹

濾波干擾是影響弧焊逆變電源工作的主要原因之一，其不僅影響著(zhù)電路的工作效率，甚至還可能導致危險情況出現。因此，對于弧焊逆變電源的諧波抑制就顯得異常重要。

無(wú)源濾波器

傳統的諧波抑制和無(wú)功功率補償的方法是電力無(wú)源濾波技術(shù)，又稱(chēng)間接濾除法，即使用電力電容器等無(wú)源器件構成無(wú)源濾波器，與需要補償的非線(xiàn)性負載并聯(lián)，為諧波提供一個(gè)低阻通路，同時(shí)提供負載所需的無(wú)功功率。具體而言是將畸變的50Hz正弦波分解成基波及相關(guān)的各次主諧波成分，然后采用串聯(lián)的諧振原理，將由L、C(或者還有R)組成的各次濾波支路調諧(或偏調諧)到各主要諧波頻率形成低阻通道而將其濾除。它是在已產(chǎn)生諧波的情況下，被動(dòng)地防御，減輕諧波對電氣設備的危害。

無(wú)源濾波方案成本低，技術(shù)成熟，但是也存在以下不足：

(1)濾波效果受系統阻抗的影響;

(2)由于其諧振頻率固定，對于頻率偏移的情況效果不好;

(3)與系統阻抗可能發(fā)生串聯(lián)或并聯(lián)諧振，造成過(guò)負荷。

在中小功率場(chǎng)合，正逐步被有源濾波器所替代。

有源濾波器(ActiveFi1ter，簡(jiǎn)稱(chēng)AF)

早在20世紀70年代初，就有學(xué)者提出有源功率濾波器的基本原理，但由于當時(shí)缺乏大功率開(kāi)關(guān)元件和相應的控制技術(shù)，只能用線(xiàn)性放大器等方法產(chǎn)生補償電流，存在著(zhù)效率低、成本高、難以大容量化等致命弱點(diǎn)而未能實(shí)用化。隨著(zhù)電力半導體開(kāi)關(guān)元件性能的提高，以及相應的PWM技術(shù)的發(fā)展，使得研制大容量低損耗的諧波電流發(fā)生器成為可能，從而使有源濾波技術(shù)走向實(shí)用化，當系統中出現諧波發(fā)生源時(shí)，用某種方法產(chǎn)生一個(gè)和諧波電流大小相等、相位相反的補償電流，且和成為諧波發(fā)生源的電路并聯(lián)連接來(lái)抵消諧波發(fā)生源的諧波，使直流側的電流僅為基波分量，不含有諧波成分。

當諧波發(fā)生源產(chǎn)生的諧波不能被預計出是何種高次諧波電流，且隨時(shí)發(fā)生變化時(shí)，則必須從負載電流il中檢測出諧波電流ih信號，經(jīng)檢測后的諧波電流ih信號，經(jīng)過(guò)調制器進(jìn)行調制，并按制定的方法轉換為開(kāi)關(guān)方式控制電流逆變器工作方式，使電流逆變器產(chǎn)生補償電流ifm并注入到電路中，以便抵消諧波電流ih逆變主電路一般采用DC/AC全橋式逆變器電路，其中的開(kāi)關(guān)元件可用GTO、GTR、SIT或IGBT等大功率可控型電力半導體元件，借助開(kāi)關(guān)元件的通斷，控制輸出電流波形，產(chǎn)生所需的補償電流。

電力有源濾波器作為抑制電網(wǎng)諧波和補償無(wú)功功率，改善電網(wǎng)供電質(zhì)量最有希望的一種電力裝置，與無(wú)源電力濾波器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)實(shí)現了動(dòng)態(tài)補償，可對頻率和大小都變化的諧波以及變化的無(wú)功功率進(jìn)行補償，對補償對象的變化有極快的響應。

(2)可同時(shí)對諧波和無(wú)功功率進(jìn)行補償，且補償無(wú)功功率的大小可做到連續調節。

(3)補償無(wú)功功率時(shí)不需儲能元件，補償諧波時(shí)所需儲能元件容量也不大。

(4)即使補償對象電流過(guò)大，電力有源濾波器也不會(huì )發(fā)生過(guò)載，并能正常發(fā)揮補償作用。

(5)受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振。

(6)能跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，故補償性能不受頻率變化的影響。

(7)既可對一個(gè)諧波和無(wú)功功率單獨補償，也可對多個(gè)諧波和無(wú)功功率集中補償。