Rozdiel medzi pasívnym filtrom a aktívnym filtrom
Apr 13, 2026| Pasívne filtre, tiež známe ako LC filtre, sú filtračné zariadenia zložené z induktorov (L), kondenzátorov (C) a rezistorov (R), ktoré môžu špecificky eliminovať jeden alebo viac rádov harmonických. Najčastejšie používanou štruktúrou v strojárstve je rezonančná vetva série LC. Keď je táto vetva pripojená paralelne k elektrickej sieti, predstavuje extrémne nízku impedanciu pri frekvenciách hlavných charakteristických harmonických, ako sú 3., 5. a 7. rád, čím poskytuje obtokový kanál pre harmonické prúdy na dosiahnutie harmonického posunu. Jednoduché-ladené filtre, dvojité{7}}ladené filtre a horno{8}}priepustné filtre patria k pasívnym filtrom, ktorých hlavným pracovným režimom je pasívne potláčanie harmonických, pričom sa harmonické riadenie realizuje iba spoliehaním sa na rezonančné charakteristiky pasívnych komponentov LC.
Filter aktívneho výkonu (APF)je zariadenie na dynamické potláčanie harmonických a kompenzáciu jalového výkonu založené na technológii výkonovej elektroniky, ktoré dokáže v reálnom čase-kompenzovať harmonické s rôznymi amplitúdami a frekvenciami, ako aj s kolísavým jalovým výkonom. Jeho „aktívna“ charakteristika sa odráža v skutočnosti, že zariadenie musí byť vybavené napájaním zo strany DC-a generovať kompenzačný prúd prostredníctvom aktívneho riadenia, a nie spoliehať sa iba na pasívnu rezonanciu LC. APF dokáže efektívne prekonať nedostatky tradičných pasívnych filtrov, ako sú pevné kompenzačné charakteristiky a zraniteľnosť voči impedancii systému, realizácia plnej dynamickej kompenzácie a kompenzácie{4}}sledovania v reálnom čase a môže dokončiť potlačenie harmonických aj kompenzáciu jalového výkonu.
Teória okamžitého jalového výkonu trojfázových obvodov je základným teoretickým základom pre vývoj APF. APF sa delí hlavne na paralelný typ a sériový typ, medzi ktorými je paralelný typ najpoužívanejší:
● Paralelný APF: Ekvivalent k riadenému zdroju prúdu, hlavne kompenzujúci prúdové harmonické, jalový výkon a nevyvážený prúd;
● Séria APF: Ekvivalent k riadenému zdroju napätia, hlavne potláča napäťové harmonické, kolísanie napätia a poruchy napätia.
|
Porovnávacie položky |
Pasívny filter |
Filter aktívneho výkonu (APF) |
|
Komponentné zloženie |
Pasívne komponenty, ako sú induktory (L), kondenzátory (C) a rezistory (R) |
Napájací menič, ovládač, prúdový/napäťový senzor, napájací zdroj z-strany jednosmerného prúdu |
|
Pracovný princíp |
Použitím sériových rezonančných charakteristík LC predstavuje nízku impedanciu pri cieľovej harmonickej frekvencii, čím poskytuje obtokové premostenie pre harmonické prúdy (pasívny typ) |
Výkonový menič, ktorý zisťuje harmonické pomocou ovládača, aktívne vstrekuje spätný kompenzačný prúd, aby kompenzoval pôvodné harmonické (aktívny typ) |
|
Charakteristika kompenzácie |
Pevná frekvenčná kompenzácia; stupňovitú kompenzáciu je možné dosiahnuť skupinovým prepínaním, ale kontinuálna dynamická kompenzácia nie je možná |
Plnofrekvenčná kompenzácia dynamického sledovania, prispôsobiteľná zmenám v reálnom čase- v harmonickej amplitúde a frekvencii |
|
Schopnosť harmonického riadenia |
Schopný ovládať iba prednastavené harmonické-radu (3., 5., 7. rád) so slabým účinkom na harmonické-horného{4}}radu |
Dokáže súčasne filtrovať harmonické{0}} aj vysokého{1}}radu a dokáže si poradiť so zložitými a premenlivými harmonickými scenármi |
|
Riziko rezonancie systému |
Náchylné na zosilnenie harmonickej rezonancie s impedanciou mriežkového systému, čo predstavuje potenciálne bezpečnostné riziká |
V podstate nedochádza k žiadnej rezonancii; len nepatrná interakcia s impedanciou systému sa môže vyskytnúť v extrémne slabých energetických sieťach s extrémne nízkym rizikom |
|
Schopnosť kompenzácie jalového výkonu |
Môže súčasne poskytnúť pevnú kapacitnú kompenzáciu jalového výkonu, ale nemôže kompenzovať indukčný jalový výkon alebo kolísavý jalový výkon |
Schopný dynamicky a hladko kompenzovať kapacitný aj indukčný jalový výkon a riešiť problémy s harmonickým aj jalovým výkonom |
|
Rýchlosť odozvy |
Pomalé (úroveň sekundy/100 milisekúnd), ovplyvnené parametrami komponentov |
Extrémne rýchly (úroveň mikrosekundy/milisekundy), schopný-sledovať harmonické zmeny v reálnom čase |
|
náklady |
Nízka, s jednoduchými komponentmi a pohodlnou obsluhou a údržbou |
Relatívne vysoká; Hlavnými komponentmi sú výkonové meniče a regulátory s mierne vyššími požiadavkami na prevádzku a údržbu |
|
Použiteľné scenáre |
Scenáre so stabilným zaťažením a pevnými harmonickými frekvenciami (obyčajné priemyselné závody, nízkonapäťové{0}}distribučné siete)
|
Scenáre s veľkými výkyvmi zaťaženia a zložitými harmonickými (frekvenčné meniče, elektrické oblúkové pece, napájacie systémy pre presné elektronické zariadenia) |