Широкополосный фильтр гармоник

Область применения: электрические сети с источниками гармонических искажений: электросварочные машины, дуговые печи, прокатные станы, преобразователи частоты, т.е. тяжелонагруженные промышленные сети с переменными режимами в течение рабочего цикла.

Основные функции широкополосных фильтров (ШПФ) заключаются в ослаблении гармоник в заданном диапазоне частот и генерации реактивной мощности на частоте основной гармоники.

Типы ШПФ:

первого порядка;
второго порядка;
третьего порядка;
С-типа.

Для фильтра первого порядка (рис. 1) требуется конденсатор большой мощности, при этом потери на основной частоте велики. Применяется редко.

У фильтра второго порядка (рис. 2) потери на основной частоте по сравнению с фильтром третьего порядка велики, но он более удобен в эксплуатации.

У фильтра третьего порядка (рис. 3) малые потери энергии на основной частоте (в сравнении с фильтром второго порядка), что связано с увеличением полного сопротивления на этой частоте, вызванным наличием конденсатора С₂. Емкость конденсатора С₂ намного меньше емкости конденсатора С₁.

У фильтра С-типа (рис. 4) меньшие потери на основной частоте, так как конденсатор С₂ и реактор L настроены последовательно. Данный тип фильтров наиболее чувствителен к изменениям основной частоты и отклонениям параметров элементов.

Основные достоинства ШПФ:

улучшение характеристики фильтрации;
снижение усиления на частоте параллельного резонанса;
малое сопротивление широкому спектру гармоник. Отсутствует необходимость разбивать фильтры на параллельные ветви, что приводит к затруднениям при переключениях и обслуживании;
меньшая чувствительность к изменениям температуры, отклонениям частоты, промышленным допускам при изготовлении элементов.