APF (Active Power Filter) wird im Allgemeinen verwendet, um Oberschwingungen zu eliminieren

I. Was ist ein Active Power Filter (APF)?

Ein Aktivleistungsfilter (APF) ist ein auf Leistungselektroniktechnologie basierendes Gerät, das hauptsächlich in Stromversorgungssystemen zur Beseitigung von Oberschwingungen, zur Kompensation von Blindleistung und zur Verbesserung der Stromqualität eingesetzt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen passiven Filtern nutzen aktive Filter leistungselektronische Komponenten zur dynamischen Regelung. Durch die Abtastung und Verarbeitung von Stromwellenformen in Echtzeit erzeugen sie Kompensationsströme, die den Oberschwingungen entgegengesetzt sind, und eliminieren so wirksam Oberschwingungen im Stromnetz.

 

II. Quellen und Gefahren von Oberschwingungen

Oberwellen beziehen sich auf Abweichungen der Strom- oder Spannungswellenformen in einem Energiesystem von einer Sinusform, die zu Strom- oder Spannungswellenformen mit Frequenzen führen, die ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz sind. Häufige Quellen für Oberschwingungen sind nichtlineare Lastgeräte wie Frequenzumrichter, Drehzahlregler, Lichtbogenöfen, Wechselrichter und leistungselektronische Geräte.

1. Das Vorhandensein von Oberschwingungen kann zu einer Reihe von Problemen führen:

1.1 Überhitzung der Ausrüstung, wodurch die Lebensdauer verkürzt wird;

1.2 Verminderte Effizienz des Energiesystems;

1.3 Instabiler Gerätebetrieb oder sogar Fehlfunktionen;

1.4 Störungen von Kommunikationsgeräten.

 

III. Durch APF-Wirkleistungsfilter eliminierte harmonische Ordnungen

Insbesondere kann APF die folgenden harmonischen Ordnungen effektiv eliminieren:

1. Harmonische niedriger-Ordnung (3., 5., 7. usw.)

1.1 3. Oberschwingung: Wird typischerweise durch drei-unsymmetrische Lasten oder Geräte wie Frequenzumrichter verursacht und ist die häufigste Oberschwingung niedriger -Ordnung in Energiesystemen. APF kann diese 3. Harmonischen in Echtzeit kompensieren und so die Netzqualität verbessern.

1.2 5te Harmonische: Kommt häufig in Geräten mit Gleichrichtern vor, z. B. AC-Motorantriebssystemen. APF kann diese Oberwellen effektiv beseitigen und so Schäden an der Ausrüstung verhindern.

Harmonische 1.3 7ter und höherer-Ordnung: Einige komplexe leistungselektronische Geräte wie Lichtbogenöfen und Thyristorgleichrichter können Oberwellen 7. und höherer -Ordnung erzeugen. APF kann diese Oberwellen höherer -Ordnung bewältigen und so die Stabilität des Energiesystems gewährleisten.

2. Harmonische hoher -Ordnung (11., 13. und höher)

Oberwellen höherer Ordnung werden im Allgemeinen von Geräten wie Hochfrequenz-Schaltnetzteilen und PWM-Frequenzumrichtern erzeugt. Obwohl diese Harmonischen hoher -Ordnung kleinere Amplituden haben, neigen sie aufgrund ihrer höheren Frequenzen dazu, Resonanzen im Energiesystem zu verursachen, was zu einer verringerten Systemeffizienz führt. APF kann diese Oberwellen hoher Ordnung effizient verarbeiten und verhindert so, dass sie das System negativ beeinflussen.