弧焊逆變電源常用的諧波抑製措施

　弧焊逆變電源常用的諧波抑製措施

1.無源濾波器(PassiveFilter,簡稱PF)

傳統的諧波抑製和無功功率補償的方法是電力無源濾波技術,又稱間接濾除法,即使用電力電容器等無源器件構成無源濾波器,與需要補償的非線性負載並聯,為諧波提供一個低阻通路,同時提供負載所需的無功功率。具體而言是將畸變的50Hz正弦波分解成基波及相關的各次主諧波成分,然後采用串聯的諧振原理，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。它是在已產生諧波的情況下,被動地防禦,減輕諧波對電氣設備的危害。

無源濾波方案成本低,技術成熟，但是也存在以下不足：(1)濾波效果受係統阻抗的影響；(2)由於其諧振頻率固定,對於頻率偏移的情況效果不好；(3)與係統阻抗可能發生串聯或並聯諧振,造成過負荷。在中小功率場合，正逐步被有源濾波器所替代。

2.有源濾波器(ActiveFilter,簡稱AF)早在20世紀70年代初,就有學者提出有源功率濾波器的基本原理,但由於當時缺乏大功率開關元件和相應的控製技術,隻能用線性放大器等方法產生補償電流,存在著效率低、成本高、難以大容量化等致命弱點而未能實用化。隨著電力半導體開關元件性能的提高,以及相應的PWM技術的發展,使得研製大容量低損耗的諧波電流發生器成為可能,從而使有源濾波技術走向實用化,當係統中出現諧波發生源時,用某種方法產生一個和諧波電流大小相等、相位相反的補償電流,且和成為諧波發生源的電路並聯連接來抵消諧波發生源的諧波,使直流側的電流僅為基波分量,不含有諧波成分。當諧波發生源產生的諧波不能被預計出是何種高次諧波電流,且隨時發生變化時,則必須從負載電流il中檢測出諧波電流ih信號,經檢測後的諧波電流ih信號,經過調製器進行調製,並按製定的方法轉換為開關方式控製電流逆變器工作方式,使電流逆變器產生補償電流並注入到電路中,以便抵消諧波電流逆變主電路一般采用DC/AC全橋式逆變器電路,其中的開關元件可用GTO
、GTR、SIT或IGBT等大功率可控型電力半導體元件,借助開關元件的通斷,控製輸出電流波形,產生所需的補償電流。

電力有源濾波器作為抑製電網諧波和補償無功功率
，改善電網供電質量最有希望的一種電力裝置，與無源電力濾波器相比,具有以下優點：(1)實現了動態補償，可對頻率和大小都變化的諧波以及變化的無功功率進行補償，對補償對象的變化有極快的響應；(2)可同時對諧波和無功功率進行補償
，且補償無功功率的大小可做到連續調節；(3)補償無功功率時不需儲能元件

，補償諧波時所需儲能元件容量也不大；(4)即使補償對象電流過大，電力有源濾波器也不會發生過載，並能正常發揮補償作用；(5)受電網阻抗的影響不大，不容易和電網阻抗發生諧振；(6)能跟蹤電網頻率的變化，故補償性能不受頻率變化的影響；(7)既可對一個諧波和無功功率單獨補償，也可對多個諧波和無功功率集中補償。

軟開關技術

隨著電力電子技術向著高頻率、高功率密度方向發展,硬開關工作方式的開關損耗及諧波幹擾問題日益突出。從提高變換效率
、器件利用率,增強電磁兼容性以及裝置可靠性著眼，軟開關技術對任何開關功率變換器都是有益的。在某些特殊情況(如有功率密度要求或散熱條件限製場合)下尤為必要。在無源與有源兩大類軟開關技術中，不使用額外開關元件、檢測手段和控製策略的無源方式有著附加成本低，可靠性、變換效率及性能價格比高等諸多優勢,在(zai)工(gong)業(ye)界(jie)單(dan)端(duan)變(bian)換(huan)器(qi)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu)基(ji)本(ben)確(que)立(li)了(le)主(zhu)流(liu)地(di)位(wei)。對(dui)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)而(er)言(yan)，串(chuan)電(dian)感(gan)和(he)並(bing)電(dian)容(rong)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)唯(wei)一(yi)的(de)無(wu)源(yuan)軟(ruan)開(kai)關(guan)手(shou)段(duan)，由(you)此(ci)演(yan)變(bian)而(er)來(lai)的(de)所(suo)謂(wei)無(wu)源(yuan)軟(ruan)開(kai)關(guan)技(ji)術(shu)，實(shi)際(ji)上(shang)就(jiu)是(shi)無(wu)損(sun)耗(hao)吸(xi)收(shou)技(ji)術(shu)。就(jiu)橋(qiao)式(shi)逆(ni)變(bian)電(dian)路(lu)而(er)言(yan)，從(cong)早(zao)期(qi)的(de)耗(hao)能(neng)式(shi)吸(xi)收(shou)到(dao)後(hou)來(lai)提(ti)出(chu)的(de)部(bu)分(fen)饋(kui)能(neng)式(shi)、wusunhaofangan
，doucunzaifuzaiyilaixingqiang
，gongzuopinlvfanweizhai，fujiayingligao，wangluoguoyufuzadengwenti，shiyongxingjiaocha。tongshizaikaiguangonglvqijianmokuaihuachaoliuxia，kegongfangzhixishouyuanjiandekongjianyuelaiyuexiao，shiyunibianmokuaidewusunhaoxishoujishuyehenshaojianzhuwenxian。zongdelaikan
，shiyongyunibianmokuaihuadewuyuanxishoujishuyinqiteshujiegouhenanduerrengchuzaijinyibuyanjiuhefazhanzhong   。