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积木式有源滤波器APF功率单元

Stack将不同类型的电力电子设备中的核心模组如IGBT模块、IGBT驱动、IGBT散热器、风机、直流母线电容等抽取出来，形成模块化产品，实现整流、逆变、变频等不同功能。APF 功率单元，也称为APF Stack、功率模组。采用APF模块化方式，可实现APF的整体解决方案，能够大幅度降低研发成本、减少生产流程，协助客户迅速切入市场。
APF Stack、功率模组
一、电能质量问题
电能质量的定义
—关系到供电、用电系统及其设备正常工作（或运行）的电压、电流的各种指标偏离规定范围的程度——全国科学技术名词审定委员会。
电能质量具体可以分为以下三类
—电压和频率的偏差：过电压、欠电压、频率偏差。
—电压和电流的波形：电压跌落、电压突升、电压波动和闪变、谐波、三相不对称。
—供电连续性：瞬时断电、暂时断电、持续断电。
国家标准
—《供电电压允许偏差》  (GB12325-1990)
—《电压允许波动和闪变》  (GB12326-2000)
—《公用电网谐波》  (GB/T14549-1993)
—《三相电压允许不平衡度》  (GB/T15543-1995)
—《电力系统频率允许偏差》  (GB/T15945-1995)
—《暂态过电压和瞬态过电压》  (GB/T18481-2001)
谐波的危害：
1. 危害安全生产及稳定，影响机器正常运行、降低产品质量，引发控制设备、继电保护装置误动作，—谐波会带来额外的发热，造成输电线路提前老化失效。
2. 损坏精密设备，缩短使用寿命，增加变压器损耗，导致变压器过热，增加电缆线路损耗，导致电缆过热，引起局部谐振，损毁电容及保护设备，谐波会引起变压器发热增加，若温升提高5度，则寿命减少45%。
3. 浪费电能，增加电费支出，—谐波不仅会在电容器中产生额外的电力损耗，还可能与电容器一起产生并联谐振或串联谐振。谐振引起的过电压和过电流会增加电容器的损耗和发热，造成电容器损坏。
4. 降低电网容量，降低系统容量，降低电缆容量，降低变压器容量。
谐波的来源：
UPS电源、感应加热设备、光伏逆变器、电动汽车充电机、开关电源、起重设备、电气化铁路等。转载请注明出处 http://www.igbt8.com
UPS电源电流波形 中频炉电流波形
UPS电源电流波形 中频炉电流波形
光伏逆变器电流波形 充电机电流波形
光伏逆变器电流波形  充电机电流波形
二、滤波方式比较
有源滤波与无源滤波：
有源滤波与无源滤波比较
APF基本原理：
APF基本原理

APF通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，再送给FPGA控制器，提取出所有的谐波和无功电流，将其反相后与逆变器实际输出的补偿电流相比较得到差值信号，经过调制后输出到IGBT驱动电路，触发变换器将补偿电流注入到电网中，实现滤除谐波和补偿无功的功能。
APF特点：
1. 动态补偿，可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，响应速度快。
2. 可同时对谐波和无功进行补偿，且补偿无功的大小可做到连续调节。
3. 补偿无功时不需贮能元件，补偿谐波时所需贮能元件容量也不大。
4. 即使补偿电流过大，有源滤波器也不会过载，并能正常补偿。
5. 受电网阻抗的影响不大，不会发生谐振。
6. 能跟踪电网频率的变化，补偿性能不受电网频率变化的影响。
7. 可对一个谐波和无功源单独补偿，也可对多个谐波和无功源集中补偿。
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