
6 有源滤波器PAF与无源滤波器PPF的并联问题
问题的关键是:对并联的期望目标是什么?这里PAF虽然性能优异,但价格高,PPF价格相对便宜,但性能有限制,并联之后能否取长补短发挥各自的优势?这就是待讨论的问题,且有待实验验证。
6.1 PPF并联时的特性
为简单计,以5次谐波为例,前面已谈到,单调谐的PPF是L和C串联,理论上对5次谐振,则有XL=4%XC,没有了感抗或容抗,只剩下电阻(等值于L的铜耗加上C的介质损耗),实际上,为了降低风险,往往是XL>4%XC,因此对5次而言,它是感抗加上电阻的Z5,它应该比电源系统的阻抗要少得多,否则就起不了对I5并联分流的有效滤波作用,但是如果谐波参数不稳定,例如谐波频率有可能小于250Hz时,故Z5又不可以很小。
6.2 PAF并联时的特性
这里也以5次谐波为例。所谓有源滤波器PAF,系根据互感器滤波的测量,可以在PAF内产生一个和负荷电流中的谐波电流同相位同幅值的谐波电流,从等值电路来看,在PAF接入电源点没有谐波电压,这在前面已有解释。从这个意义上来说,有电流没有电压就是没有阻抗,它完全吸收掉负荷产生的谐波电流I5,一点也不流向系统,但是实际上由于PAF的测量误差,控制的时滞等因素的影响,不可能完全补偿,但与PPF相比,滤波效率肯定是高多了。目前通常的解释是 PAF向系统注入反向I5,笔者的解释是PAF吸收负荷电流中的I5,解释说法不一,但效果一样,即系统中没有了I5,故PAF是很低的阻抗Z5。[FS:PAGE]
6.3 按滤波的谐波次数分工负责处理[7]
将PPF和PAF并联后,由无源的PPF负责过滤较高次谐波,而由PAF过滤较低次如5次、7次谐波,这可以降低PAF装置中PWM技术的开关频率,从而降低技术难度。但是现在的PAF市售商品已可以补偿高至50次谐波,同时过滤的谐波达20种而并不需要PPF的支持,再则较高次谐波在整个谐波电流中所占比例量小,所以PPF和PAF这样分工不会带来经济上技术上的好处。
6.4 大谐波电流中的恒定部分由PPF处理,其波动部分及其它小谐波电流由PAF处理。
这是一种设想,能否实现还得由产品厂家试验后认可,因为现有商品PAF并未考虑这种并联应用。美国是开发PAF最早的国家,所见他们的论文中,并没有提及这种方案。不是不可以并联,而是并联后的技术指标受到PPF的限制,道理很简单:并联后,为了要使PPF能分流,必须提高PAF的等值阻抗,这岂不是劣化了PAF的优异性能。虽然劣化了有时也是可以接受的。当然,现在不必忙于结论,可以继续研究、试验、论证。