隨著并入電網(wǎng)的非線性負(fù)載數(shù)量日益增加，電網(wǎng)中的諧波含量也大大增強(qiáng)，從而顯著損害了電能質(zhì)量。鑒于此，愛(ài)普科斯推出 （EPCOS） PQSine? 有源諧波濾波器，可有效減少電網(wǎng)中不必要的諧波。線性負(fù)載已很少在工業(yè)廠房、辦公樓、數(shù)據(jù)中心甚至私人住宅中使用。與之相反，非線性負(fù)載卻日益增多，如驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變頻器、IT和通信設(shè)備使用的大量開(kāi)關(guān)電源以及越來(lái)越多的家用電器。甚至照明技術(shù)，主要使用的也是非線性電源（圖1）。圖1：供電電壓和非線性負(fù)載的電流

使用非線性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生不必要的諧波，使得電流不再?lài)?yán)格遵守正弦電壓變化。

非線性電流會(huì)產(chǎn)生諧波，從而引起正弦電壓的失真，這些失真反過(guò)來(lái)又會(huì)干擾其他負(fù)載。諧波的頻率是基頻（線性頻率為50 Hz或60 Hz）的整數(shù)倍，其幅度可變，并能擴(kuò)展至kHz上限。諧波污染對(duì)電能質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生一系列的負(fù)面效應(yīng)，包括：由于電網(wǎng)電能質(zhì)量差，引發(fā)其他負(fù)載問(wèn)題；

在零線上產(chǎn)生的額外電流負(fù)載，并且諧波電流會(huì)隨著3次、9次、15次和21次等諧波逐漸積累，從而引發(fā)危險(xiǎn)的高電流；

引發(fā)相位不對(duì)稱(chēng)（尤其在使用單相開(kāi)關(guān)電源時(shí)），從而進(jìn)一步增強(qiáng)諧波產(chǎn)生。

此外，通過(guò)數(shù)據(jù)或電源線傳輸?shù)闹C波會(huì)嚴(yán)重?fù)p害敏感設(shè)備的功能，甚至毀壞這些設(shè)備。典型例子包括工廠的過(guò)程控制器和數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，一旦這些地方的數(shù)據(jù)被諧波損壞可造成巨大的間接損失。人們?cè)噲D在負(fù)載側(cè)使用無(wú)源元件直接消除諧波，但這需要對(duì)每個(gè)諧波頻率提供一個(gè)包括電容器和電感器的已調(diào)諧振電路。而且，該解決方案僅適用于有限的諧波頻譜。有源諧波濾波器補(bǔ)償諧波借助愛(ài)普科斯 （EPCOS） PQSine 系列有源濾波器，TDK集團(tuán)對(duì)由于諧波和相位偏移而引起的諸多問(wèn)題提供了一個(gè)設(shè)計(jì)完美的全自動(dòng)解決方案。該系列濾波器與可引起諧波的負(fù)載并聯(lián)連接至電網(wǎng)，其核心是一個(gè)基于32位數(shù)字信號(hào)處理器 （DSP）（采樣頻率為48 kHz）的控制器。該系列濾波器具有業(yè)界領(lǐng)先的性能，響應(yīng)時(shí)間僅為21 μs。其全新的選擇驅(qū)動(dòng)控制 （SDC） 算法比基于快速傅里葉變換 （FFT） 分析的傳統(tǒng)算法快。PQSine系列根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)，將補(bǔ)償電流饋入電網(wǎng)，從而抵消非線性負(fù)載電流（圖2）。圖2：愛(ài)普科斯 （EPCOS） PQSine的功能原理圖

PQSine可確保正弦電流波形，并能有效減少諧波和相位偏移。

PQSine系列專(zhuān)門(mén)為200 V AC至480 V AC、50/60 Hz的3相電網(wǎng)（帶零線或無(wú)零線）設(shè)計(jì)，可檢測(cè)并過(guò)濾高達(dá)50次的諧波 （2500 Hz/3000 Hz）。該新型濾波器可在單過(guò)濾系統(tǒng)中以步進(jìn)為60 A至600 A（最大）補(bǔ)償電流進(jìn)行串聯(lián)。模塊化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高靈活性PQSine系列采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備諸多優(yōu)勢(shì)：其一， 60 A模塊可以實(shí)現(xiàn)快速更換；其二，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的180A濾波柜， 可使用一個(gè)或兩個(gè)60 A模塊進(jìn)行快速擴(kuò)展比如，可以擴(kuò)展至總輸出可高達(dá)300 A（采用5個(gè)模塊），只需將5個(gè)模塊插入到專(zhuān)為300 A而設(shè)計(jì)的帶母線的控制柜（圖3）中。由于電源連接和控制電纜都采用了插件連接，插入過(guò)程既不需要擰螺絲也無(wú)需鉆孔。圖3：靈活的安裝選項(xiàng)

60A基本模塊（左）可安裝在壁柜（中）或立柜（右）中：模塊并聯(lián)可使濾波補(bǔ)償系統(tǒng)的最大補(bǔ)償電流達(dá)到600 A。

和傳統(tǒng)的功率因數(shù)校正（只能補(bǔ)償感性負(fù)載）不同，PQSine系列有源諧波濾波器還能補(bǔ)償容性無(wú)功功率元件。除了卓越的濾波能力，該系列濾波器還能平衡所有3相負(fù)載。此外，使用4線設(shè)備還能補(bǔ)償零線電流。通過(guò)使用一系列自我監(jiān)控系統(tǒng)還可確保最佳可靠性。其中最重要的功能包括過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱停機(jī)、過(guò)壓和欠壓保護(hù)以及風(fēng)扇監(jiān)控等。該系列濾波器配備7“和12.1” TFT彩色觸摸屏，支持人性化輸入和數(shù)據(jù)讀取。PQSine還提供了很多用于控制、編程和診斷的標(biāo)準(zhǔn)接口，包括Ethercat 100 Mbit/s、USB、有源傳感器總線接口和顯示總線接口。圖4：3級(jí)輸出拓?fù)?/p>

PQSine的3級(jí)輸出拓?fù)洌ㄉ希┊a(chǎn)生的輸出電流更接近于正弦波（下），并且降低了損耗。

低損耗輸出拓?fù)浜芏嘤性礊V波器在輸出側(cè)使用了2級(jí)IGBT電橋，換句話說(shuō)，一個(gè)輸出拓?fù)湎喈?dāng)于6個(gè)脈沖變頻器。另一方面，PQSine使用了一個(gè)包括12個(gè)IGBT（每相導(dǎo)線對(duì)應(yīng)4個(gè)IGBT）的3級(jí)拓?fù)?。與2級(jí)系統(tǒng)（圖4）相比，3級(jí)拓?fù)涞妮敵?a target="_blank">信號(hào)更接近于正弦波。在3級(jí)拓?fù)渲?，由于每個(gè)IGBT只需要切換工作電壓的一半，切換損耗顯著降低。
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