고조파 완화 기술은 전원 분배 네트워크에 적용

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출처: 전원 ElectronicsVolume의 발전 2013 (2013), 기술 자료 591680, 10 페이지
http://dx.doi.org/10.1155/2013/591680
후세인. Kazem

공학부, 하르 대학, P.O. 상자 44, 311 소 하르, 오만

학술 편집기: 하디 Y. 카나

추상

고조파 저감 기술의 증가는 능동 및 수동 방법을 포함 지금 사용할 수 있습니다, 그리고 특정 사건에 대한 가장 적합한 기술의 선택은 복잡한 의사 결정 과정이 될 수 있습니다. 이러한 기술의 일부 성능은 시스템 상태에 크게 의존, 다른 공진 문제와 커패시터 실패를 방지하기 위해 광범위한 시스템 분석을 필요로하지만. 가능한 여러 고조파 저감 기술의 분류는 연구자 고조파 저감 방법의 검토를 제시 목표 본 논문에서 제시, 디자이너, 엔지니어는 전원 분배 시스템을 다루는.

1. 소개

이러한 전력 변환기 등 많은 산업 및 상업 부하의 비선형 특성, 형광 램프, 컴퓨터, 조광기, 및 가변 속도 모터 드라이브하기 (가변속 드라이브 (VSD)) 산업용 펌프와 함께 사용, 팬, 및 압축기 또한 에어컨 장비는 전력 네트워크에서 고조파 왜곡에게 일반적인 발생을 만들었습니다. 이러한 하중의 일부가 주입 고조파 전류는 유통 네트워크에 상당한 왜곡을 일으키는 일반적으로 너무 작은. 그러나, 큰 숫자에서 작동 할 때, 누적 효과는 심각한 고조파 왜곡 수준을 일으키는 능력을 가지고. 이들은 일반적으로 그들은 중립 지휘자 과부하 변압기만큼 최종 사용자의 전자 장비를 화나게하지 않고,, 일반적으로, 추가 손실 및 역률 감소의 원인 [1-5]. 반면에 대규모 산업 컨버터 및 가변 속도 드라이브는 일반적인 커플 링의 지점에서 왜곡이 상당한 수준을 생성 할 수있다 (PCC), 다른 사용자가 네트워크에 연결되는 [6, 7].

때문에 입력 AC 전원에서 전력 품질의 엄격한 요구 사항, 다양한 고조파 표준과 같은 IEC와 같은 엔지니어링 권장 1000-3-2, IEEE 519 (미국), AS 2279, D.A.CH.CZ, EN 61000-3-2/EN 61000-3-12, 그리고 ER G5 / 4 (UK) PCC에서 왜곡의 수준을 제한하기 위해 사용된다. 이러한 고조파 표준을 준수합니다, 전력 전자 및 비선형 부하를 이용한 설치는 종종 고조파 저감 기술의 성장 숫자 중 하나를 사용 [8]. 가능한 방법의 수와 다양성 때문에, 특정 응용 프로그램에 가장 적합한 기술의 선택은 항상 쉽거나 간단하게 처리 할 수​​ 있습니다. 많은 옵션을 사용할 수 있습니다, 능동 및 수동 방법을 포함. 가장 기술적으로 진보 된 솔루션 중 일부는 보장 결과를 제공하고 절연 전원 시스템에 거의 또는 전혀 부작용이, 다른 간단한 방법의 성능은 시스템 조건에 크게 의존 될 수 있지만. 이 문서는 기술 문서의 많은 수의 세 가지 범주로 리뷰 및 고조파 저감 기술을 분류하는 데 사용되어있는 고조파 저감 기술에 대한 포괄적 인 조사를 제공합니다: 패시브 기술, 액티브 기술, 활성 및 수동 방법의 조합을 사용하여 하이브리드 고조파 저감 기술. 각 방법의 전기적 특성에 대한 간략한 설명은 유통 네트워크에서 이러한 고조파의 존재의 영향과 결과를 처리 할 때 자신의 사용 가능한 옵션에 대한 자세한 정보를 선택하여 디자이너 및 사이트 엔지니어를 제공하는 목적으로 제시.

2. 수동 고조파 완화 기법

대부분의 패시브 기술은 전기 네트워크의 고조파 오염의 수준을 줄일 수 있습니다, 시리즈 라인 반응기의 연결 등, 조정 고조파 필터, 등 12 펄스로 높은 펄스 수의 컨버터 회로의 사용, 18-펄스, 24 - 펄스 정류기. 이러한 방법에, 원하지 않는 고조파 전류는 하나 낮은 임피던스 병렬 경로를 통해 자신의 흐름을 차단하는 일련의 고 임피던스를 설치하거나 고조파 전류의 흐름을 전환하여 시스템에 유입되는 것을 방지 할 수 있습니다 [9].

제품의 성능을 규정하는 두 가지 방법으로 전원 역률 개선 및 고조파 저감에 사용되는 고조파 저감 기술. 하나는 지정된 최소 전력 위의 부하 PF에 제한을 넣어하는 것입니다. 유틸리티 기업들은 부하에 대한 허용 전력 요소에 대한 제한을 배치 (예를 들면, <0.8 선행 및 >0.75 보온재). 제품을 측정하거나 지정하는 두 번째 방법은 고조파 전류 왜곡 절대 최대 한도를 정의하는 것입니다. 이것은 일반적으로 홀수 고조파에 대한 제한과 같이 표현된다 (예를 들면, 1세인트, 3회, 5일, 7일, 기타). 이 방법은 자격의 최소 비율 부​​하를 필요로하고 전기 설비에 더 관련이 없습니다.

고조파 규정 또는 지침은 현재 전류와 전압 고조파 레벨 체크에 계속 적용됩니다. 예를 들어, 일본의 현재의 왜곡 한계 표에 나와있는 1 과 2 총 고조파 왜곡의 최대 값과 최소값을 나타냅니다 (THD) 일반적인 전력 시스템의 전압과 가장 지배적 인 다섯 번째 고조파 전압 [10].

표 1: 전압 THD와 고전압 전력 전송 시스템의 다섯 번째 고조파 전압.

전압 THD와 고전압 전력 전송 시스템의 다섯 번째 고조파 전압

표 2: 전압 THD 및 6.6 kV의 전원 분배 시스템에서 다섯 번째 고조파 전압.

전압 THD 및 6.6 kV의 전원 분배 시스템에서 다섯 번째 고조파 전압

특정 기술, 이러한 조정 필터의 사용으로, 공진 문제와 커패시터 고장을 방지하기 위해 광범위한 시스템 분석이 필요, 반면 다른 사람, 이러한 12 - 펄스 또는 24 펄스 컨버터의 사용으로, 사실상 시스템 분석을 적용 할 수 있습니다.

2.1. 소스 리액턴스 효과

단상 및 3 상 정류기의 전형적인 AC 전류 파형이 훨씬 정현파에서이다. 역률 때문에 라인 전류 파형의 고조파 내용도 매우 빈약하다. 작은 소스 리액턴스와 정류기, 입력 전류는 매우 불연속, 과, 결과로, 전원이 매우 가난한 역률에서 유틸리티 소스에서 그려집니다.

일부 비선형 부하의 고조파 전류의 크기는 총 유효 입력 리액턴스에 따라 크게 차이가, 소스 리액턴스 플러스 추가 된 라인 리액턴스로 구성. 예를 들면, 현재 불연속 DC와 DC 버스 커패시터와 운영 체제를 먹이 6 펄스 다이오드 정류기 제공, 결과 입력 전류 고조파 스펙트럼의 수준은 AC 소스 리액턴스의 값과 추가 시리즈 라인 리액턴스에 크게 의존; 낮은 리액턴스, 높은 고조파 [1-3].

다른 비선형 부하, 이러한 연속 DC 전류 높은 유도 DC 부하와 운영 수유 6 펄스 다이오드 정류기, 고조파 전류 소스의 역할. 이러한 경우, PCC의 전압 왜곡의 양은 총 공급 임피던스에 따라 달라집니다, 어떤 역률 보정 커패시터의 효과를 포함, 더 왜곡 수준을 생산하는 높은 임피던스와 [7, 11].

2.2. 시리즈 라인 반응기

시리즈 AC 라인 리액터의 사용은 개별 부하에 소스 임피던스의 상대적 증가의 일반적이고 경제적 인 방법입니다, 예를 들면, 모터 드라이브 시스템의 일부로서 사용되는 입력 정류기. 시리즈 반응기의 고조파 저감 성능은 부하의 함수이다; 그러나, 자신의 효과적인 임피던스는 그들을 감소를 통해 전류를 비례를 감소 [12].

2.3. 조정 고조파 필터

수동 고조파 필터 (PHF) 특정 고조파 주파수 낮은 임피던스 경로를 형성하는 시리즈 또는 조정 LC 및 하이 패스 필터 회로의 병렬 연결을 포함. 필터는 전원 공급 장치에서 멀리 동조 주파수 고조파 전류를 전환하는 비선형 부하를 병​​렬 또는 직렬로 연결되어. 시리즈 라인 원자로와는 달리, 고조파 필터는 모든 고조파 주파수를 감쇠하지만 전원 전류 파형에서 단일 고조파를 제거하지 않습니다. 자신의 소스에서 제거 고조파 절연 전력 시스템에 고조파 손실을 줄일 수있는 가장 효과적인 방법 것으로 표시되었습니다. 그러나, 수반 증가 초기 비용이 접근 장벽을 제공합니다. 병렬 연결된 필터는 전원 작업에 상류 연결되어있는 경우, 높은 일상 비용은 고조파 전류를 운반 지휘자 및 기타 식물 상품의 손실로 인해 누적됩니다. 거꾸로, 에 대한 부하 필터를 직렬 연결, 필터 자체의 증가 손실이있다. 이러한 손실은 단순히 높은 직렬 임피던스의 결과, 어떤 블록 고조파의 흐름 만하면 부하 전류의 나머지 구성 요소의 흐름의 결과로 라인 손실을 증가 [12, 13]. 필터 인덕터의 품질 계수는 각각의 필터에 대한 낮은 임피던스 경로의 실제 값에 영향을. 보통, 사이의 범위의 값 20 과 100 [14]. 고조파 필터의 많은 유형은 일반적으로 사용된다, 다음과 같은:

2.3.1. 시리즈 유도 필터

스위치 모드 전원 공급 장치 및 기타 DC-DC 컨버터 회로에 의해 생성 된 고조파 전류는 크게 AC 또는 DC 전원 회로에에 추가 할 수있는 직렬 인덕터의 연결로 낮출 수있다 [15-17], 그림에서와 같이 1. 이러한 필터에 이렇게 많은 개선이되었습니다.

(a)
(a)
(B)
(B)
(C)
(C)
(디)
(디)

그림 1: (a) 현재 형성을위한 시리즈 인덕터 필터, (B) Ziogas 인덕터 커패시터 필터, (C) Ziogas 필터에 yanchao를 개선, 과 (디) yanchao를 필터에 후세인 개선.

단상 정류기 Ziogas 수동 필터는 기존의 정류기에 비해 PF의 총 고조파 왜곡 THD 개선의 일부 감소가. 또한, Yanchoa waveshaping 필터는 THD를 줄이고 역률을 높이기 위해 사용. 정류기의 출력 단자에서 저자 필터를 연결하면 역률을 개선하고 공급 입력 전류 THD를 줄일 수.

2.3.2. 형성 DC-DC 컨버터의 전류

시리즈 유도 필터와 같은, 이 회로 (그림 2) 크게 희망의 사인 파형을 추적하기 위해 현재의 입력 전원의 모양을 제어하는​​ 스위치의 조절 듀티 사이클에 의해 스위치 모드 전원 공급 장치 및 기타 DC 컨버터 회로에 의해 생성 된 전류 왜곡을 줄일 수 있습니다 [5, 18-20]. 이러한 필터에 이렇게 많은 개선이되었습니다.

(a)
(a)
(B)
(B)
(C)
(C)
(디)
(디)
그림 2: (a) 변환 현재 형성 회로를 강화, (B) 벅 컨버터 전류를 형성 회로, (C) 변환 현재 형성 회로를 밀어 향상, 과 (디) 벅 컨버터의 전류를 형성하는 회로를 개선.
2.3.3. 병렬 연결된 공진 필터

수동 LC는 특정 고조파는 종종 5, 7 삼상 정류기와 인버터에 의해 생성 회로와 같은 낮은 주파수 고조파 성분의 수준을 감소하는 데 사용되는 제거하는 조정 필터링함으로써. 그림에서와 같이 필터는 일반적으로 라인에 걸쳐 연결되어 3. 고조파 개 이상을 제거 할 경우, 다음 션트 필터는 각 고조파 설치되어 있어야합니다. 치료 때문에 LC 공진 회로의 존재의 공급의 PCC에서 전압 왜곡의 높은 수준을 일으키는 원인이되는 것을 피하도록 이러한 배열의 피크 임피던스가 필요한 고조파 주파수 사이의 주파수에 맞게 조정되도록주의해야합니다 [7, 12].

병렬로 연결된 공진 필터.
그림 3: 병렬로 연결된 공진 필터.
2.3.4. 직렬로 연결된 공진 Filte

병렬 버전 원칙적으로 유사에이 작품, 하지만 조정과 LC 전원과 직렬로 연결된 회로. 시리즈 필터는 단일 고조파 주파수를 조정할 수 있습니다, 또는 그것은 고조파 주파수의 수에 multituned 수 있습니다. 그림에서와 같이 multituned 배열은 일련의 여러 조정 필터를 연결 4 3 차 고조파 조정을 보여 LC 회로, 과 LR3, 와 CR3, 와 높은 주파수 조정 LC 회로, LRH 와 CRH 고차 고조파를 제거하기 [5, 7, 12].

이중 조정 직렬로 연결된 공진 필터

그림 4: 이중 조정 직렬로 연결된 공진 필터.
2.3.5. 중립 현재 필터

이 필터는 사이트 변압기와 모든 트리플 주파수 고조파를 차단하는 삼상 부하 사이의 중성선에 연결되어, 그림에서와 같이 5. 이러한 트리플 제로 시퀀스 고조파는 서로 단계에 있기 때문에, 중성 도체를 통해 그들은 모두 흐름, 그리고 중립 대신에 개별 단계를 차단하는 것이 더 경제적입니다 [5, 12].

중립 전류 차단 필터.
그림 5: 중립 전류 차단 필터.
2.3.6. 접지 필터 지그재그

매우 낮은 제로 시퀀스 임피던스 단일 또는 다중 변압기에 변화 단계를 통합하여, 배의 상당한 감소, 5일, 와 7 고조파는 달성 될 수있다. 이 방법은 부하 인근의 고조파를 취소하여 배 고조파에서 변압기 중성선을 보호하기 위해 대안을 제공. 이 방법의, 공급 병렬로 연결 단권 변압기는 그림과 같이 배 고조파를 덫을 취소하려면 제로 시퀀스 전류 경로를 제공 할 수 있습니다 6 [16].

figure 6
그림 6: 지그재그 단권 변압기 삼상 비선형 부하에 연결.
2.4. 높은 펄스 컨버터

세 단계, 6-펄스 정적 전력 변환기, 이러한 VSD에서 발견 된 것과 같은, 저주파 전류 고조파를 발생. 주로, 이것들은 5입니다, 7일, 11일, 또한 현재 다른 ​​높은 순서 고조파하지만 낮은 수준 13. 6 펄스 컨버터 회로, 주문 6K의 고조파 ± 1, 여기서 K = 1, 2, 3, 4, 등등, 공급 전류 파형에 존재합니다. 고전력 애플리케이션에서, multipulse의 개념에 따라 AC-DC 컨버터, 즉, 12, 18, 또는 24 펄스, AC 전원 전류의 고조파를 감소하는 데 사용됩니다. 그들은 multipulse 컨버터라고합니다. 그들은 다이오드 브리지 또는 사이리스터 다리와 같은 변압기에 필요한 공급 전류 파형을 생성하는 인덕터와 같은 위상 변화 자기 회로의 특별한 배열을 사용할 [9, 21-27].

2.4.1. 12-펄스 정류

대형 컨버터 설치에, 3 상 컨버터에 의해 생성 된 고조파는 받아 들일 수없는 수준에 도달 할 수있는, 그것은 12-펄스 파형을 생성하고 공급과 부하 측에 고조파를 줄이기 위해 스타 / 델타 위상 시프트 변압기와 직렬로 두 개의 6 - 펄스 컨버터를 연결할 수 있습니다, 그림에서와 같이 7. 이 변압기의 상당한 추가 비용에도 불구하고 도움이 될 수 있습니다. 열두 펄스 정류기는 자주 가열 컨설팅 엔지니어에 의해 지정됩니다, 환기, 하고 있기 때문에 이론적 능력 에어컨 응용 프로그램 고조파 전류 왜곡을 줄일 수.

시리즈 12 - 펄스 정류기 연결

그림 7: 시리즈 12 - 펄스 정류기 연결.

대신 시리즈의 두 컨버터 다리를 연결, 그들은 또한 12 - 펄스 동작을 제공하는 병렬로 연결 할 수. 병렬 12 - 펄스의 배열은 그림에 표시됩니다 8. 병렬 연결은 각 브리지에 의해 그려진 전류 사이의 적절한 균형을 보장하기 위해 특별한주의가 필요합니다. 차 누설 리액턴스는 신중하게 일치해야, 여분의 원자로는 두 DC 전압 파형 사이의 즉각적인 차이를 흡수하는 DC 측에 필​​요, [9, 22, 28].

병렬 열두 펄스 정류기 연결
그림 8: 병렬 열두 펄스 정류기 연결.

12 - 펄스 시스템을 사용하는 경우, 5, 7 고조파는 표시 최초로 11를 떠나 선 전류 파형에서 사라. 순서 만 고조파 , 여기서 = 1, 2, 3, 4, 등등, 공급 전류 파형에 존재합니다, 따라서 고성능 요인의 결과, 입력 AC 전원의 낮은 THD, 고품질의 리플이없는 직류 출력.

2.4.2. 18-펄스 정류

남탕 펄스 컨버터 회로, 그림에서와 같이 9, 로 위상 이동합니다 차 권선의 세 세트와 함께 변압기를 사용 20 서로에 대하여도. 주문 18K 만 고조파 ± 1, 여기서 K = 1, 2, 3, 4, 등등, 공급 전류 파형에 존재합니다 [9, 29].

18-펄스 정류기 연결

그림 9: 18-펄스 정류기 연결.
2.4.3. 24-펄스 정류

15 ° 위상 변화와 2 개의 12 - 펄스 회로를 연결하는 24 - 펄스 시스템을 생성. 그림 10 2 개의 12 - 펄스 회로가 병렬로 연결되어있는 하나의 시스템이 필요한 24 - 펄스 시스템을 생성하는 방법을 보여줍니다. 11, 13 고조파 지금 나타나는 첫 번째로 23을 떠나는 공급 전류 파형에서 사라. 주문 24K 만 고조파 ± 1, 여기서 K = 1, 2, 3, 4, 등등, 24 - 펄스 시스템에 존재합니다 [9, 30].

24-펄스 정류기 연결

그림 10: 24-펄스 정류기 연결.

3. 활성 고조파 완화 기법

활성 고조파 저감 기술을 사용하는 경우, 전력 품질 향상 시키는데는 네트워크에 동일하면서도 정반대의 전류 또는 전압 왜곡을 주입 온, 따라서 원래의 왜곡을 취소. 활성 고조파 필터 (AHFS) 고속 스위칭 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터를 활용 (IGBT는) 등이 필요한 형태의 전류 출력을 생성하기 위해 AC 라인에 주입했을 때, 원래 부하 생성 된 고조파 취소. AHF의 핵심은 컨트롤러 부분입니다. AHF에 적용되는 제어 방법은 필터의 성능과 안정성의 향상에 매우 중요한 역할을. AHF는 제어 방식의 두 가지 유형으로 설계. 첫 번째는 수행 고속 푸리에 진폭과 각 차수의 위상 각을 계산하는 변환. 전원 장치는 특정 차수에 대한 동일한 진폭의 전류 만 반대 위상 각을 생성하도록 지시하는. 컨트롤의 두 번째 방법은 종종 전체 전류 파형이 필터의 컨트롤러에 의해 사용되는 전체 스펙트럼 취소라고, 기본 주파수 성분을 제거하고 나머지 파형의 역을 주입하는 필터를 지시하는 [31-38].

일반적으로, 이러한 필터는 필터를 생성 할 수 있습니다 얼마나 많은 고조파 전류에 따라 크기가, 일반적으로 50A의 암페어 단위. AHF의 적절한 암페어는 고조파 취소 전류의 양을 결정한 후 선택 될 수있다.

본질적으로, 필터는 시스템에 고조파 전류를 주입하는 특수 전자 컨트롤러와 VSD의 구성 180 단계 중 시스템 또는 드라이브 고조파. 고조파 제거이 결과. 예를 들면, VSD는 제 5 고조파 전류의 50를 만든 경우, 그리고 AHF는 5 고조파 전류의 40을 생산, 유틸리티 그리드에 수출 5 고조파 전류의 양이 10이 될 것이다. AHF는 단상 또는 3 상 필터로 분류 될 수있다.

또한, 그것은 회로 구성에 따라 병렬 또는 직렬 AHF로 분류 될 수있다.

3.1. 병렬 액티브 필터

이 AHF의 가장 널리 사용되는 유형입니다 (형태와 기능의 측면에서 일련의 AHF보다 바람직). 이름에서 알 수 있듯이, 그림에서와 같이 그것은 주 전원 회로에 병렬로 연결되어 11. 필터는 모든 고조파 왜곡에서 공급 전류를 무료로 떠나는 부하 고조파 전류를 취소 할 동작. 병렬 필터는 부하 고조파 전류 구성 요소 회로의 전류 만이 아니라 전체 부하를 운반의 장점을 가지고 [39-44].

병렬 능동 필터

그림 11: 병렬 능동 필터.

AHF는 다음과 같은 방법을 기준으로 제어 할 수 있습니다:

  • 컨트롤러는 순간 부하 전류를 감지 나는L,
  • AHF는 고조파 전류를 추출 나는왼쪽 감지 된 부하 전류에서 나는L 디지털 신호 처리를 통해,
  • AHF는 보상 전류를 끌어 나는AF 유틸리티 공급 전압에서 에에스 고조파 전류를 상쇄하기로 나는왼쪽 [45].
3.2. 시리즈 액티브 필터

AHF의이 유형의 주요 회로 구성은 그림에 표시됩니다 12. 생각이 여기 전압 고조파 왜곡을 제거하고 부하에인가되는 전압의 품질을 개선하는 것입니다. 이 변조 된 정현파 펄스 폭을 생산하여 수행됩니다 (PWM) 연결 변압기의 전압 파형, 전원 임피던스에 걸쳐 왜곡에 대응하고 부하에 정현파 전압을 제시하는 공급 전압에 추가되는. 시리즈 AHF는 정격 전류가 증가 전체 부하 전류를 운반 할 수있다 IR2 손실은 병렬 필터와 비교, 특히 커플 링 변압기의 차측에 걸쳐 [43].

시리즈 능동 필터

그림 12: 시리즈 능동 필터.

션트 AHF는 달리, 시리즈 AHF는 다음과 같은 방법을 기준으로 제어됩니다:

(나는) 컨트롤러는 순간 공급 전류를 감지,

(II) AHF는 고조파 전류를 추출 디지털 신호 처리를 통해 전류를 감지 공급 장치,

(III) 능동 필터는 보상 전압을인가 변압기의 차에 걸쳐. 이 전원 고조파 전류의 상당한 감소가 발생합니다 () , 피드백 게인은 충분히 높은 것으로 설정되어있는 경우 [45].

직렬 및 병렬 모두에 AHF (분로) 연결 부분, 같은 그림에서와 같이 11 과 12, 각기, 전압과 전류를 동시에 모두 고조파를 보상하는 데 사용할 수 있습니다 [34-36]. 모든 경우에, 모든 AHF 회로의 중요한 요구 사항은 정확하고 실시간으로 필요한 보상 전류를 계산하는.

4. 하이브리드 고조파 완화 기법

AHF와 PHF의 하이브리드 연결은 네트워크의 고조파 왜곡 수준을 줄이기 위해 사용된다. 고정 보상 특성을 가진 PHF는 전류 고조파를 필터링하는 효과가. AHF는 고조파 전류 제거를 수행하는 스위칭 모드 전력 컨버터를 사용하여 PHF의 단점을 극복. 그러나, 업계에서 AHF 건설 비용이 너무 높은. 전력 변환기의 AHF의 정격 전력이 매우 큽니다. 전력 시스템에 사용되는 AHF 이러한 바인딩은 응용 프로그램. 하이브리드 고조파 필터 (HHF) 개발 된 토폴로지 [46-51] 무효 전력 효과적으로 고조파 전류의 문제를 해결하기 위해. HHF에서 저렴한 비용으로 PHF를 사용하여, 활성 컨버터의 전력 등급은 AHF의 비교 감소. HHF는 AHF의 장점을 유지하고 PHF 및 AHF의 단점이없는. 그림 13 가능한 하이브리드 조합의 수를 나타냅니다. 그림 13(a) 션트 AHF와 션트 PHF의 조합입니다. PHF의 조합을 사용하면 AHF의 평가에 상당한 감소를하게됩니다. 결과, 더 고조파 공진이 발생하지 않습니다, 와 공급에는 고조파 전류가 흐르지 않습니다. 에 [50], 저자는 HHF에서 AHF는 필터 성능을 개선하고 기존의 PHF의 고조파 공진을 억제 할 수 있다고 주장. 그림 13(B) 공급 션트 PHF와 AHF 시리즈의 조합을 보여줍니다. 참조의 저자 [46] AHF는 하류 위상 제어 비선형 부하에 방해가 될 수 있습니다 높은 보상 전압을 소개하기 때문에이 토폴로지는 낮은 주파수 고조파 보상에 적합하지 않습니다 것을 발견.

능동 및 수동 필터의 하이브리드 연결
(a)
능동 및 수동 필터의 하이브리드 연결
(B)
능동 및 수동 필터의 하이브리드 연결
(C)
그림 13: 능동 및 수동 필터의 하이브리드 연결.

그림 13(C) 션트 PHF와 일련의 AHF를 보여줍니다. 모든 경우에, 그것은 요구되는 주파수 영역에서 제대로 하이브리드 조합 공유 보상 필터 [51]. 개선 및 연구의 많은 하이브리드 고조파 필터의 제어 전략되었습니다.

AHF와 PHF는 다른 방법을 사용하여 전원 고조파 전류에 관련되어 해당 전압을 생성하는 데 사용됩니다 (즉,, 임피던스 변화 방법) 그림에서와 같이 13(C). 전원 고조파 전류는 고조파 성분에 효과적인 소스 임피던스의 비율을 증가 억제. AHF의 일정한 DC 버스 전압을 달성하기 위해, PI 전압 컨트롤러가 사용된다. 히스테리시스 전압 비교기는 액티브 컨버터의 등가 임피던스를 수행하기 위해 출력 전압을 추적하는 데 사용된다 [48, 49]. HHF 효과적인 비용 및 산업 애플리케이션에서 더 실용적이됩니다.

AHF 컨트롤러는 주로 두 부분으로 나누어 져 있습니다, 그는, 기준 전류 생성 및 PWM 전류 제어. PWM 전류 제어기는 주로 AHF에 게이트 펄스를 제공하는 데 사용됩니다. 현재 세대의 방식을 참고에, 기준 전류는 왜곡 된 파형을 사용하여 생성됩니다. 많은 제어 방식은 기준 전류 생성에있다, 이를테면

이론, 게으름 뱅이 컨트롤러, 신경, 적응 제어, 웨이블릿 제어, 흐린, 델타 - 시그마 변조, 모드 제어를 슬라이딩, 벡터 제어, 반복 제어, 와 SFX의 정상 상태를 개선하기위한 제어 및 AHFS의 동적 성능 [52-59].

4.1. P-Q 방법

순간 무효 전력 이론은에 게시되었습니다 1984. 이 이론을 바탕으로, 소위 P-Q 방법은 "AHF의 컨트롤에 성공적으로 적용되었다. 제로 시퀀스 구성 요소는이 방법으로 무시, 그리고 그 때문에의 P-Q 삼상 시스템이 왜곡되거나 불균형 할 때 방법은 정확하지 않습니다.

4.2. D-Q 방법

공원 변환에 따라, the D-Q 방법은왔다. 현재 삼상 부하가 긍정적 순서로 분해 될 수있다, 역상 제로 시퀀스 구성 요소. 에서 현재 D-Q 구조 나는디 과 나는큐 PLL을 사용하여 긍정적 순서 및 음의 순서에서 변형 될 수있다 (위상 고정 루프). AC 및 DC 구성 요소의 부문은 로우 패스 PHF를 통해 얻을 수있다. 기준 전류 신호의 AC 구성 요소에 의해 달성 될 수있다 D-Q countertransformation를 통해 프레임.

4.3. 직접 테스트 및 계산 방법 (DTC)

부하 전류의 고조파 및 반응성 컴포넌트의 분리는 현재의 기준 발생기의 목표이다. 이 방법의 주요 특징은 부하 전류에서 보상 구성 요소의 직접적인 유도입니다, 모든 참조 프레임 변환을 사용하지 않고. 사실로, 이 메소드는 AHF DC 버스 전압의 저주파 진동 문제를 제시.

4.4. 동기 참조 명예의 전당 방법 (SRF)

실제 전류는이 방법이 동기 참조 프레임으로 변환됩니다. 참조 프레임은 AC 주 전압과 동기화되어 동일한 주파수로 회전. 이 방법의, 기준 전류 소스 전압을 고려하지 않고 실제 부하 전류에서 직접 파생됩니다, 이는이 방법의 가장 중요한 특성을 나타냅니다. 기준 신호의 생성을 왜곡 또는 전압 불평형에 의해 영향을받지 않는다, 따라서 보상 견고성과 성능을 향상.

4.5. 현재 히스테리시스 제어

이 제어 방법의 기본 원리는 스위칭 신호가 고정 폭 히스테리시스 밴드와 함께 현재 오류 신호의 비교에서 파생 된 것입니다. 이 전류 제어 기술은 단순으로 인해 일부 만족스럽지 기능을 발휘, 극단적 인 견고성, 빠른 동적, 좋은 안정성, 자동 전류 제한 특성에게.

4.6. 삼각형 비교 PWM 제어

이 제어 방식은 선형 전류 제어라고합니다. 제어 원리 PWM 기존의 삼각형 비교는 현재의 에러 신호에서 전류 레귤레이터에 의해 달성 변조 신호는 삼각파와 교차되는 것입니다. 그 후, 얻어진 펄스 신호 변환기의 스위치를 제어 할 수 있습니다. 아날로그 PWM 회로, 이 제어 방식은 응답의 빠른 속도와 간단한 구현이. 변조 주파수는 삼각형 주파수와 동일하기 때문에, 전류 루프 이득 크로스 오버 주파수는 변조 주파수 이하로 유지해야합니다.

4.7. 공간 벡터 변조 (SVM)

이 방법의 목적은 특정 변조 방식에 따라 적절한 스위칭 조합과 의무 비율을 찾을 수 있습니다. SVM은 전원 회로의 스위치를 실시 또는 비전 도성의 조합으로 구분하여 여섯 부문으로 나누어 복잡한 비행기에서 작동. 기준 벡터는 두 개의 인접한 스위칭 상태 벡터를 찾아 하나 하나가 활성화되는 시간을 계산하는 데 사용됩니다. SVM은 고유의 계산 지연으로 인한 반응의 저속입니다, 강한 antijamming 및 디지털 제어 기술의 좋은 안정성으로 인해. 단점을 해결하기 위하여, 게으름 뱅이 제어를 채택 향상 및 시스템 반응성 컴포넌트의 특정 오버 사이즈가 좋습니다.

현재, AHF 제어 전략의 연구 동향은 제어 전략의 최적화와 실용적인 응용 프로그램으로 주로. 끝, PHF에 대한 비교 기준, AHF, 그리고 HHF는 다음 사항에 따라 요약 될 수있다:

(나는) 장비 및 설치 비용,

(II) 고조파 지수 (전의. 나는H, THD나는, TDD, 및 PWHD) ,

(III) 생활 시간과 실패율,

(IV) 유지 보수 및 기술.

5. 결론

전기 시스템의 신뢰성과 전기 장비의 정상적인 동작은 깨끗하고 왜곡되지 전력 공급에 크게 의존. 비선형 고조파 발생 부하가 연결되어 전력 분배 네트워크에 고조파 오염의 수준을 감소하려는 설계자와 엔지니어가 사용할 수있는 여러 가지 고조파 저감 기술을 가지고. 가능한 방법의 수와 다양성 때문에, 특정 응용 프로그램에 가장 적합한 기술의 선택은 항상 쉽거나 간단하게 처리 할 수​​ 있습니다. 다른 고조파 저감 기술의 광범위한 분류 (수동태, 활동적인, 하이브리드) 이 광범위하고 신속하게 개발 주제에 대한 일반적인 관점을 제공하기 위해 실시되었다. PHF는 전통적 때문에 저렴한 비용과 간단한 강력한 구조 고조파 전류를 흡수하는 데 사용됩니다. 그러나, 그들은 고정 보상을 제공하고 시스템의 공명을 만들. AHF는 고조파 감소와 같은 다양한 기능을 제공합니다, 격리, 댐핑 및 종료, 로드 밸런싱, PF 보정, 전압 조절하기. HHF는 생존과보기의 경제적 점 모두에서 순수한 필터보다 고조파 필터링에서 더 매력적이다, 특히 고전력 애플리케이션을위한. 이것은 본 논문에서 제시 고조파 저감 기법의 논의와 분류가 쉽게 작업을 특정 응용 프로그램에 적합한 고조파 저감 방법의 선택을 할 수 있도록 유용한 정보를 제공 할 것으로 기대된다.

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