有源濾波器和無源濾波器有什麼區別？

做電能質量行業的人可能對有源濾波器和無源濾波器的概念比較清楚。但是有很多剛入行的新人對有源濾波器和無源濾波器並不是很瞭解。有源濾波器簡稱APF，無源濾波器簡稱FC。這兩者在原理和濾波效果等方面有許多不同。

操作方法

（01）有源電力濾波器（Active Power Filter，簡稱APF）是一種用於動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。之所以稱為有源，顧名思義該裝置需要提供電源（用以補償主電路的諧波），其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點（傳統的只能固定補償），實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功；三相電路瞬時無功功率理論是APF發展的主要基礎理論；APF有並聯型和串聯型兩種，前者用的多；並聯有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。有源濾波器同無源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時濾除多次及高次諧波，不會引起諧振，但是價位相對高！有源電力濾波器，是採用現代電力電子技術和基於高速DSP器件的數字信號處理技術製成的新型電力諧波治理專用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監視線路中的電流，並將模擬電流信號轉換為數字信號，送入高速數字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，並以脈寬調製（PWM）信號形式向補償電流發生電路送出驅動脈衝，驅動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。下圖為有源濾波器原理圖。

（02）無源濾波器，又稱LC濾波器，是利用電感、電容和電阻的組合設計構成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易於採用的無源濾波器結構是將電感與電容串聯，可對主要次諧波（3、5、7）構成低阻抗旁路，使諧波流入到濾波裝置中。單調諧濾波器、雙調諧濾波器、高通濾波器都屬於無源濾波器。無源濾波器具有結構簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優點，至今仍是被廣泛應用諧波治理方法。LBFC系列無源濾波補償裝置，主要由濾波電容器、濾波電抗器、無感電阻組成的LC濾波電路，根據諧波電流的成分、大小及無功需求來設計各濾波支路，採用專業仿真軟件計算、設計、校驗，使裝置設計最優化，能夠在降低成本的同時，高效濾除系統諧波、補償無功。特別適用於變頻器負載系統、，能夠解決負載所在系統發熱升温、噪聲增大、電容補償投切不上、電路元器件損毀等諧波電流過高引起的危害和故障。

（03）有源濾波器和無源濾波器的主要區別在於：1.成本價格：有源濾波器價格較高，無源濾波器相對便宜。2.原理構成：有源濾波器主要是通過晶閘管控制，當有諧波產生時會產生大小相等，方向相反的電流來抵消諧波電流；無源濾波器則是通過電容+電抗的組合LC迴路對諧波產生低阻抗，讓諧波電流流入到濾波裝置中。3.濾波效果：有源濾波器能夠實現動態濾波，自動跟蹤補償電網中變化的諧波電流，具有高度可控性和快速響應性，補償性能不受電網頻率波動影響，濾波特性不受系統阻抗的影響，可消除與系統阻抗發生諧振的危險。先進的算法使得本設備能夠在100us時間內計算出下一個開關頻率的輸出，故而響應速度不超過100us，對於變化較為頻繁的諧波能夠實行快速的補償；而無源濾波器則由於結構簡單，無法達到實時快速動態的效果，濾波效果比有源濾波器有一定差距。4.應用範圍：有源濾波器由於成本較高，多用於容量較小的需求，比如像醫療行業，精密儀器設備、實驗室、通訊行業、商場、樓宇等行業；無源濾波器則多用於容量需求較大的行業。如鋼廠、風電、電氣化鐵道及城市軌道交通行業、石化和天然氣行業、鋼鐵與冶金行業、 礦山、造船業等各行業。

特別提示

有源濾波器和無源濾波器都可以在濾除諧波的同時補償無功功率。

有源濾波器通稱為APF；無源濾波器稱為FC。