图 1 是最基本的系统结构原理图,非线性负载为谐波源,其中下面部分是APF。
有系统结构图可以看出,APF 系统包含两大部分,即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。目前主电路的拓扑结构均采用的 PWM 变流器。图示的 APF的基本工作原理是:检测补偿对象的电压电流,经过指令电流运算环节计算得出补偿电流的指令信号,驱动控制回流根据指令信号产生PWM 脉冲作用于变流器的开关器件,使其产生与谐波和无功电流大小相同、方向相反的补偿电流,使电网电流波形趋于正弦波,达到补偿的目的。
2.2 APF的分类
根据不同的分类标准,可以分成很多的类型,介于目前主要采用直流侧接有大电容的电压型逆变器,APF主要分成串联型和并联型以及与LC无缘滤波混合使用的混合型。
(1)串联型APF
图2 是串联型APF 结构图,串联型APF 利用耦合变压器将APF 串接与电路中,由于流过很高的负载电流,使得损耗较大,且其安装、投切、故障后的退出及各种保护电路也比较负载,在实际的应用中较少。
(2)并联型APF
图3 是并联型APF 结构图,与串联型相比是目前实际应用较广泛的一种结构,其补偿对象灵活,可以对谐波电流、无功、不平衡电流同时进行补偿。
(3)混合型APF
并联型APF在实际应用十分广泛,但是,其单独使用时,APF要承受基波电源电压,就要求逆变器容量较大,使得其成本增大。因此,为了降低成本,常与LC混合使用。它利用LC无源滤波器分担大部分的补偿任务,以减小APF 的容量,而利用APF来改善混合滤波器的滤波效果。混合型APF既克服了APF容量大,成本高的缺点,又可使整个滤波系统获得良好的补偿性。