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濾波器

濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分。利用濾波器的這種選頻作用，可以濾除干擾噪聲或進行頻譜分析。換句話說，凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統都稱之為濾波器。濾波器，是對波進行過濾的器件。“波”是一個非常廣泛的物理概念，在電子技術領域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉換為電壓或電流的時間函數，稱之為各種物理量的時間波形，或者稱之為信號。因為自變量時間是連續取值的，所以稱之為連續時間信號，又習慣地稱之為模擬信號(Analog Signal)。濾波是信號處理中的一個重要概念，在直流穩壓電源中濾波電路的作用是盡可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波系數降低，波形變得比較平滑。

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無源濾波器

無源濾波器是利用電阻、電抗器和電容器元器件構成的濾波電路。諧振頻率時，電路阻抗值，非諧振頻率時，電路阻抗比很大，將電路元器件數值調整到某一特征諧波頻率，則能濾除該次諧波電流；當若干諧波頻率的調諧電路組成在一起，則能濾除對應的特征諧波頻率，通過低阻抗旁路實現對主要次數諧波（3、5、7）的過濾。主要原理就是針對不同次數諧波，設計該諧波頻率的阻抗為很小，實現諧波電流的分流效應，即為預濾除的高次諧波提供旁路通道，實現凈化波形。

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無源濾波器按接線形式可分為電容濾波器、電廠濾波電路、L型RC濾波電路、π形RC濾波電路、多節π形RC 濾波電路、π形LC濾波電路。按功能可分為單調諧濾波器、雙調諧濾波器、高通濾波器。無源濾波器具有如下優勢：結構 形式簡單、投資費用低，能夠補償系統中的無功分量、改善電網功率因數；工作穩定性較高、維護簡單、技術成熟等，在有源濾波器出現以前被廣泛采用。無源濾波器的缺點也有很多方面：受電網參數的影響較大，系統阻抗值和主要次數諧振頻率往往隨著工況發生變化；諧波濾除的頻帶也較窄，只能濾除主要次數的諧波，或因發生并聯諧振，放大一些次數的諧波；濾波和無功補償及調壓之間的協調較困難 ；隨著流經濾波器的電流升高，可能造成設備過負荷運行；耗材多，重量和體積都較大；運行穩定性較差等缺點。因此，整體性能更優的有源濾波器得到越來越多的應用。

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有源濾波器

有源濾波器主要作用不僅能動態并抑制諧波，而且可以補償電網中較低的無功分量。它能夠對幅值和頻率都波動的高次諧波分量進行補償，以及對變化的系統無功分量進行動態補償，克服了傳統型式諧波治理方案和無功補償的缺點，達到了動態跟蹤補償的效果。APF的基本原理是檢測當前系統的電壓和電流信號，通過指令電流運算電路的運算，產生補償電流信號，并將其指令由補償電流發生電路按諧波信號放大，從而得到補償電流，再與系統中的高次諧波分量及無功等電流抵消，實現系統波形的正弦化，濾除電網諧波，提高電能質量。有源濾波器和無源濾波器的區別，在于需要電源供電，且既補諧波又補無功。指令電流運算電路和補償電流發生電路是有源濾波器的兩個重要組成部分。指令電流運算電路的作用是檢測出系統所需補償的諧波分量和無功分量等。補償電流發生電路的作用是按照上述檢測到的諧波分量和無功分量，發出補償電流指令，產生能夠抵消的補償電流，它主要由三部分構成 ：電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路。

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