隨著并入電網的非線性負載數量日益增加，電網中的諧波含量也大大增強，從而顯著損害了電能質量。鑒于此，愛普科斯推出 （EPCOS） PQSine? 有源諧波濾波器，可有效減少電網中不必要的諧波。線性負載已很少在工業廠房、辦公樓、數據中心甚至私人住宅中使用。與之相反，非線性負載卻日益增多，如驅動系統的變頻器、IT和通信設備使用的大量開關電源以及越來越多的家用電器。甚至照明技術，主要使用的也是非線性電源（圖1）。圖1：供電電壓和非線性負載的電流

使用非線性負載會產生不必要的諧波，使得電流不再嚴格遵守正弦電壓變化。

非線性電流會產生諧波，從而引起正弦電壓的失真，這些失真反過來又會干擾其他負載。諧波的頻率是基頻（線性頻率為50 Hz或60 Hz）的整數倍，其幅度可變，并能擴展至kHz上限。諧波污染對電能質量會產生一系列的負面效應，包括：由于電網電能質量差，引發其他負載問題；

在零線上產生的額外電流負載，并且諧波電流會隨著3次、9次、15次和21次等諧波逐漸積累，從而引發危險的高電流；

引發相位不對稱（尤其在使用單相開關電源時），從而進一步增強諧波產生。

此外，通過數據或電源線傳輸的諧波會嚴重損害敏感設備的功能，甚至毀壞這些設備。典型例子包括工廠的過程控制器和數據中心的服務器，一旦這些地方的數據被諧波損壞可造成巨大的間接損失。人們試圖在負載側使用無源元件直接消除諧波，但這需要對每個諧波頻率提供一個包括電容器和電感器的已調諧振電路。而且，該解決方案僅適用于有限的諧波頻譜。有源諧波濾波器補償諧波借助愛普科斯 （EPCOS） PQSine 系列有源濾波器，TDK集團對由于諧波和相位偏移而引起的諸多問題提供了一個設計完美的全自動解決方案。該系列濾波器與可引起諧波的負載并聯連接至電網，其核心是一個基于32位數字信號處理器 （DSP）（采樣頻率為48 kHz）的控制器。該系列濾波器具有業界領先的性能，響應時間僅為21 μs。其全新的選擇驅動控制 （SDC） 算法比基于快速傅里葉變換 （FFT） 分析的傳統算法快。PQSine系列根據實時測試數據，將補償電流饋入電網，從而抵消非線性負載電流（圖2）。圖2：愛普科斯 （EPCOS） PQSine的功能原理圖

PQSine可確保正弦電流波形，并能有效減少諧波和相位偏移。

PQSine系列專門為200 V AC至480 V AC、50/60 Hz的3相電網（帶零線或無零線）設計，可檢測并過濾高達50次的諧波 （2500 Hz/3000 Hz）。該新型濾波器可在單過濾系統中以步進為60 A至600 A（最大）補償電流進行串聯。模塊化結構實現高靈活性PQSine系列采用模塊化結構，具備諸多優勢：其一， 60 A模塊可以實現快速更換；其二，對于標準的180A濾波柜， 可使用一個或兩個60 A模塊進行快速擴展比如，可以擴展至總輸出可高達300 A（采用5個模塊），只需將5個模塊插入到專為300 A而設計的帶母線的控制柜（圖3）中。由于電源連接和控制電纜都采用了插件連接，插入過程既不需要擰螺絲也無需鉆孔。圖3：靈活的安裝選項

60A基本模塊（左）可安裝在壁柜（中）或立柜（右）中：模塊并聯可使濾波補償系統的最大補償電流達到600 A。

和傳統的功率因數校正（只能補償感性負載）不同，PQSine系列有源諧波濾波器還能補償容性無功功率元件。除了卓越的濾波能力，該系列濾波器還能平衡所有3相負載。此外，使用4線設備還能補償零線電流。通過使用一系列自我監控系統還可確保最佳可靠性。其中最重要的功能包括過載保護、過熱停機、過壓和欠壓保護以及風扇監控等。該系列濾波器配備7“和12.1” TFT彩色觸摸屏，支持人性化輸入和數據讀取。PQSine還提供了很多用于控制、編程和診斷的標準接口，包括Ethercat 100 Mbit/s、USB、有源傳感器總線接口和顯示總線接口。圖4：3級輸出拓撲

PQSine的3級輸出拓撲（上）產生的輸出電流更接近于正弦波（下），并且降低了損耗。

低損耗輸出拓撲很多有源濾波器在輸出側使用了2級IGBT電橋，換句話說，一個輸出拓撲相當于6個脈沖變頻器。另一方面，PQSine使用了一個包括12個IGBT（每相導線對應4個IGBT）的3級拓撲。與2級系統（圖4）相比，3級拓撲的輸出信號更接近于正弦波。在3級拓撲中，由于每個IGBT只需要切換工作電壓的一半，切換損耗顯著降低。
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