有源滤波和无源滤波的原理是什么
无源滤波器与有源滤波器的区别
无源滤波器与有源滤波器的区别滤波器是一种电子设备,用于从信号中选择性地滤除或放大特定频率的部分。
根据滤波器的结构和特性,可以将其分为两大类:无源滤波器和有源滤波器。
本文将探讨无源滤波器与有源滤波器之间的区别。
一、无源滤波器简介无源滤波器是一种由被动器件(如电阻、电容、电感)组成的电路,不需要外部电源进行工作。
无源滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型,根据其滤波特性选择适合的滤波器类型。
无源滤波器的特点如下:1.通过无源组件实现滤波功能,不需要额外的功率供应。
2.无源滤波器的频率响应通常有固定的衰减特性,无法对输入信号进行放大。
3.无源滤波器的设计相对简单,成本低廉。
4.无源滤波器对信号源的影响较小,适用于对输入信号幅度要求不高的场合。
二、有源滤波器简介有源滤波器是一种使用有源器件(如运放、晶体管)的电路,在滤波器中引入了额外的电源。
有源滤波器可以实现更为复杂的滤波功能,包括低通、高通、带通、带阻和全通等滤波方式。
有源滤波器的特点如下:1.通过有源器件实现滤波功能,可以实现信号的放大和滤波。
2.有源滤波器的频率响应可以调整和调节,使其更加灵活适应不同的应用需求。
3.有源滤波器的设计相对复杂,需要引入额外的电源和相关电路,成本较高。
4.有源滤波器对信号源的影响较大,适用于对输入信号幅度要求较高的场合。
三、无源滤波器和有源滤波器虽然都可以实现滤波功能,但在结构和特性上存在一些区别:1.电源需求:无源滤波器不需要外部电源供电,而有源滤波器需要引入外部电源以提供功率。
2.信号放大:无源滤波器无法对信号进行放大,只能对特定频率的信号进行滤波;而有源滤波器可以实现信号的放大和滤波。
3.频率响应:无源滤波器的频率响应通常具有固定的衰减特性,而有源滤波器的频率响应可以调整和调节,更加灵活。
4.设计复杂度:无源滤波器的设计相对简单,成本较低;而有源滤波器的设计相对复杂,需要引入额外的电源和相关电路,成本较高。
无源和有源滤波器实验报告
无源和有源滤波器实验报告无源和有源滤波器实验报告引言:滤波器是电子电路中常见的一个组件,它可以对信号进行处理,使得输出信号满足特定的频率响应要求。
根据电路中是否引入能量源,滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本实验旨在通过搭建无源和有源滤波器电路,并对其进行测试和比较,以了解它们的工作原理和特性。
实验一:无源滤波器1.1 实验目的通过搭建无源滤波器电路,观察和分析其频率响应特性。
1.2 实验原理无源滤波器是指不引入能量源的滤波器,它主要由电感和电容组成。
在本实验中,我们将使用RC滤波器作为无源滤波器的代表。
RC滤波器由一个电阻和一个电容串联而成,通过改变电阻和电容的数值可以调节滤波器的截止频率。
1.3 实验步骤1)根据实验要求,选择合适的电阻和电容数值。
2)按照电路图搭建无源滤波器电路。
3)连接信号发生器和示波器,设置信号发生器输出正弦波信号。
4)逐渐调节信号发生器的频率,观察示波器上输出信号的振幅变化。
5)记录不同频率下的输出振幅,并绘制频率-振幅曲线。
1.4 实验结果与分析通过实验我们得到了频率-振幅曲线,可以看出在截止频率以下,输出信号的振幅基本保持不变,而在截止频率以上,输出信号的振幅逐渐减小。
这是因为在截止频率以下,电容对低频信号的阻抗较大,起到了滤波的作用;而在截止频率以上,电容对高频信号的阻抗较小,导致信号通过电容而无法被滤波。
实验二:有源滤波器2.1 实验目的通过搭建有源滤波器电路,观察和分析其频率响应特性。
2.2 实验原理有源滤波器是指引入能量源的滤波器,它可以通过放大器等有源元件来增强滤波效果。
在本实验中,我们将使用激励放大器和RC滤波器组成有源滤波器。
2.3 实验步骤1)根据实验要求,选择合适的电阻、电容和放大器数值。
2)按照电路图搭建有源滤波器电路。
3)连接信号发生器、放大器和示波器,设置信号发生器输出正弦波信号。
4)逐渐调节信号发生器的频率,观察示波器上输出信号的振幅变化。
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理
rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的两种滤波器,它们利用不同的元器件和工作原理来实现对特定频率信号的滤波。
其中,无源滤波器是由无源元件(如电阻和电容)组成的滤波器,而有源滤波器则是由有源元件(如放大器)与无源元件组成的滤波器。
本文将从深度和广度两个方面探讨这两种滤波器的工作原理,以帮助读者更好地理解它们在电子电路中的应用。
一、无源滤波器的工作原理1. 无源滤波器的基本结构无源滤波器由电容和电感组成,通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
其中,电容和电感分别对应频率响应的不同特性,通过它们的组合可以实现对不同频率信号的滤波。
2. 无源滤波器的工作原理在无源滤波器中,由于没有放大器或其他有源元件来提供能量,因此滤波器的输出信号不能比输入信号的幅度更大。
它们的工作原理是基于电容和电感的频率特性,利用不同频率信号在电容和电感上的响应来实现滤波效果。
在低通滤波器中,高频信号通过电容而被阻断,而低频信号可以通过电感并输出。
3. 无源滤波器的优点和局限性无源滤波器可以实现简单的电路结构和低成本的滤波效果,但也存在着频率范围受限、无法增益信号和难以调节的局限性。
二、有源滤波器的工作原理1. 有源滤波器的基本结构有源滤波器在无源滤波器的基础上加入了放大器或其他有源元件,使得滤波器不仅能够对信号进行滤波,还能够对信号进行放大或衰减。
常见的有源滤波器包括运算放大器滤波器、晶体管滤波器和集成电路滤波器等。
2. 有源滤波器的工作原理有源滤波器利用放大器的放大和反馈作用来实现对信号的滤波效果。
在有源滤波器中,放大器提供了增益,并利用反馈网络来调节放大器的频率响应,从而实现对特定频率信号的滤波。
3. 有源滤波器的优点和局限性有源滤波器具有灵活的频率范围、可调的增益和滤波效果好等优点,但也存在着电路结构复杂、成本较高和对放大器性能要求较高的局限性。
总结回顾通过本文的介绍,我们可以更全面、深刻地理解无源滤波器和有源滤波器的工作原理。
(实验二)无源和有源滤波器
(实验二)无源和有源滤波器实验目的:1.了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理2.熟练掌握RC、RL、RCL、LPF、HPF、BPF、BSF等滤波器的设计与实现3.通过实验掌握电容和电感的电气特性及其滤波器的设计和制作实验仪器:示波器、信号发生器、电容测试仪、电阻测试仪、电感测试仪实验内容:一、无源滤波器1.RC滤波器(1)低通滤波器:从信号发生器输出的正弦波接到电路的输入端,同时连接示波器探头,把探头分别接到电容器C和电阻R两端,调整信号发生器的频率,观察示波器上正弦波的振幅与频率变化,得到RC滤波器的减频特性曲线。
(2)高通滤波器:同样连接电路并调整信号发生器频率,示波器上高通滤波器输出电压的振幅随着频率的变化而发生变化,得到高通滤波器的增频特性曲线。
2.RL滤波器仿照RC滤波器的示范,再借助于电感L,设计和实现一个低通RL滤波器,同样测试示波器的输出特性曲线。
3.RCL滤波器结合RC和RL滤波器的经验,接入电容C和电感L以及电阻R,基本组合形式有π型/△型/串联型/并联型。
并分别实现和调试它们的滤波器特性。
二、有源滤波器1.甲类和乙类滤波器分别设计和实现比较典型的甲类和乙类无源滤波器。
将信号发生器的正弦波接入有源滤波器的输入端,选择并连接合适的电容和电阻,再选择一个适当的放大器反馈电路,经过放大器的功率放大和滤波器的频谱滤波,输出筛选后的高清正弦波到示波器。
2.低通/高通/带通/带阻滤波器设计从理论上推导出差分放大器电路的频率响应函数,根据函数形式选择合适的电容和电阻,设计并制作差分放大器,最后通过实测数据检验其频率响应的有效性和准确性。
3.低通/高通/带通/带阻滤波器实验在购买好的AD623差分放大器芯片的基础上,结合理论计算和模拟仿真结果,选择合适的电容和电阻参数,将芯片安装在面包板上,经过电阻电容网络的选取和调试,制作出低通/高通/带通/带阻滤波器,逐一测试滤波器的性质和曲线特性。
无源滤波器和有源滤波器实验报告
无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子领域中起着至关重要的作用,它可以帮助我们去除信号中的噪声,提高信号的质量。
无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型,它们在电路结构和性能特点上有所不同。
本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波器电路,比较它们的滤波效果和特点。
实验一:无源滤波器无源滤波器是由被动元件(如电阻、电容、电感)构成的滤波电路。
在本实验中,我们选择了RC低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建RC低通滤波器电路,研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作:收集所需器件和元件,包括电源、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路:按照电路图连接电阻和电容,接入电源和示波器。
c. 调节参数:调节电源电压和示波器参数,使电路正常工作。
d. 测试频率响应:输入不同频率的信号,观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察,我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。
在低频情况下,输出信号基本与输入信号保持一致;而在高频情况下,输出信号的幅度会逐渐降低,起到了滤波的作用。
这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小,导致信号通过电容器的路径而绕过电阻。
实验二:有源滤波器有源滤波器是由主动元件(如运算放大器)和被动元件组成的滤波电路。
在本实验中,我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。
1. 实验目的通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路,研究其频率特性和滤波效果。
2. 实验步骤a. 准备工作:收集所需器件和元件,包括电源、运算放大器、电阻、电容、示波器等。
b. 搭建电路:按照电路图连接运算放大器、电阻和电容,接入电源和示波器。
c. 调节参数:调节电源电压和示波器参数,使电路正常工作。
d. 测试频率响应:输入不同频率的信号,观察输出波形和幅度变化。
3. 实验结果通过实验观察,我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。
与RC滤波器相比,Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。
有源无源滤波器实验报告
有源无源滤波器实验报告实验目的,通过实验,掌握有源和无源滤波器的基本原理和特点,了解其在电路中的应用。
一、实验原理。
有源滤波器是利用放大器的放大作用和反馈作用,通过RC、RL等滤波电路实现滤波功能。
无源滤波器是利用电感、电容等被动元件组成的滤波电路实现滤波功能。
有源滤波器一般具有较高的输入电阻和较低的输出电阻,可以满足各种输入输出阻抗的匹配。
无源滤波器一般具有较低的输入电阻和较高的输出电阻,适合于与高阻抗的负载匹配。
二、实验仪器和器件。
1. 信号发生器。
2. 示波器。
3. 电阻、电容、电感。
4. 运算放大器。
5. 电路板、连接线等。
三、实验内容。
1. 有源低通滤波器的实验。
(1)按照实验电路图连接电路;(2)调节信号发生器的频率和幅值,观察输出波形,并记录实验数据;(3)分析实验数据,得出有源低通滤波器的频率特性曲线。
2. 无源高通滤波器的实验。
(1)按照实验电路图连接电路;(2)调节信号发生器的频率和幅值,观察输出波形,并记录实验数据;(3)分析实验数据,得出无源高通滤波器的频率特性曲线。
四、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和分析,我们得出了有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率特性曲线。
可以清楚地看到,在一定频率范围内,有源滤波器和无源滤波器对信号的响应特性,从而验证了它们的滤波功能。
五、实验总结。
通过本次实验,我们深入理解了有源和无源滤波器的原理和特点,掌握了它们在电路中的应用。
同时,通过实验操作,提高了我们的动手能力和实验数据处理能力。
六、实验心得。
本次实验让我对有源无源滤波器有了更深入的了解,也提高了我的实验操作能力和数据分析能力。
在未来的学习和工作中,我会更加注重理论与实践相结合,不断提高自己的专业能力。
以上就是本次有源无源滤波器实验的实验报告,希望能对大家有所帮助。
有源滤波和无源滤波的区别
有源滤波和无源滤波的区别————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:有源滤波和无源滤波的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。
谐波治理首先要控制好谐波产生的源头,其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。
如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。
一、无源滤波无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
无源滤波器由LC等被动元件组成,将其设计为某频率下极低阻抗,对相应频率谐波电流进行分流,其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。
如图1所示为无源滤波原理图。
图1 无源滤波原理图优缺点优点:无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。
缺点:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较明显,使用电感元件时容易引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大,在低频域不适用。
应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点,钢铁行业的滤波都采用无源滤波,目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。
国际上以ABB、施耐德、西门子为代表,国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。
发展形势以快速反映,谐波治理彻底,综合控制为主。
二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
之所以称为有源,顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波),其应用可克服LC无源滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功。
有源、无源滤波器
有源、无源滤波器一、实验目的1、熟悉滤波器构成及其特性。
2、学会测量滤波器幅频特性的方法。
二、实验仪器1、双踪示波器1台2、信号源及频率计模块块3、抽样定理及滤波器模块 1块三、实验原理滤波器是一种能使有用频率信号通过而同时抑制(或大为衰减)无用频率信号的电子装置。
工程上常用它作信号处理、数据传送和抑制干扰等。
这里主要是讨论模拟滤波器。
以往这种滤波电路主要采用无源元件R 、L 和C 组成,60年代以来,集成运放获得了迅速发展,由它和R 、C 组成的有源滤波电路,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
此外,由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又低,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但是,集成运放的带宽有限,所以目前有源滤波电路的工作频率难以做得很高,这是它的不足之处。
基本概念及初步定义 1、初步定义滤波电路的一般结构如图4-1所示。
图中的)(1t v 表示输入信号,)(0t v 为输出信号。
假设滤波器是一个线性时不变网络,则在复频域内有A (s )=Vo(s)/Vi(s)图4-1 滤波器电路的一般结构式中A (s )是滤波电路的电压传递函数,一般为复数。
对于实际频率来说(s=jω)则有A (j ω)=│A (j ω)│ej φ(ω) (4-1) 这里│A (j ω)│为传递函数的模,φ(ω)为其相位角。
二阶RC 滤波器的传输函数如下表所示:此外,在滤波电路中关心的另一个量是时延τ(ω),它定义为)()()(s d d ωωϕωτ-= (4-2) 通常用幅频响应来表征一个滤波电路的特性,欲使信号通过滤波器的失真很小,则相位和时延响应亦需考虑。
当相位响应φ(ω)作线性变化,即时延响应τ(ω)为常数时,输出信号才可能避免失真。
2.滤波电路的分类对于幅频响应,通常把能够通过的信号频率范围定义为通带,而把受阻或衰减的信号频率范围称为阻带,通带和阻带的界限频率叫做截止频率fc 。
无源与有源滤波器实验报告
无源与有源滤波器实验报告《无源与有源滤波器实验报告》实验背景:滤波器是一种能够滤除特定频率信号的电路元件,它在电子领域中有着广泛的应用。
在本次实验中,我们将探究无源与有源滤波器的工作原理和性能特点,并进行实验验证。
实验目的:1. 了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理;2. 掌握无源滤波器和有源滤波器的性能特点;3. 进行实验验证,观察滤波器对不同频率信号的滤波效果。
实验原理:无源滤波器是指不包含放大器元件的滤波器,其工作原理主要依靠电容、电感和电阻等被动元件来实现信号的滤波。
而有源滤波器则包含放大器元件,能够在滤波过程中对信号进行放大和处理。
实验步骤:1. 搭建无源RC低通滤波器电路,输入不同频率的正弦信号,观察输出波形;2. 搭建有源RC低通滤波器电路,输入相同频率的正弦信号,观察输出波形;3. 对比无源和有源滤波器的频率特性和幅频特性,记录实验数据;4. 分析实验结果,总结无源和有源滤波器的性能特点。
实验结果:通过实验观察和数据记录,我们发现无源滤波器和有源滤波器在滤波效果上存在一定差异。
无源滤波器在滤波效果上受到元件损耗和放大器增益的限制,而有源滤波器能够通过放大器对信号进行放大和处理,具有更好的滤波性能。
实验结论:无源滤波器和有源滤波器在滤波效果和性能特点上存在一定差异,根据实际需求选择合适的滤波器对信号进行处理是非常重要的。
在实际应用中,需要根据具体的电路设计和信号处理要求来选择无源滤波器或有源滤波器,以达到最佳的滤波效果和性能表现。
通过本次实验,我们对无源与有源滤波器的工作原理和性能特点有了更深入的了解,这将有助于我们在实际应用中更好地选择和设计滤波电路,提高信号处理的效率和质量。
有源滤波器和无源滤波器的区别
最大输出值时,均可保持谐波量THDI≤5%.重庆麦克斯韦电气技术有 限公司的有源电力滤波器其治理效果可达到THDI≤2%
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5
• 谐振现象
无源电力滤波器:在某些特定频率下,电网阻抗和无源滤波器之间会发
生并联或串联谐振,从而使谐波电流和电压放大。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3
• 受电网阻抗的影响
无源电力滤波器:滤波器一旦制成,性能参数难以变动。补偿特性受
电网参数的影响非常大。
有源电力滤波器:补偿特性不受电网阻抗的影响。
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4
• 负载变化对谐波效果的影响
无源电力滤波器:谐波补偿效果随着负载的改变而变化。当负载发生
变化时,谐波的成分也会发生变化,因无源滤波器根据设计,只针对 某几次谐波进行滤除, 所以效果不好。曾遇到过一电子厂因增加两条 生产线,谐波量THDI达到19%的情况。
据电容电阻固有的阻抗特性,对某一特定频率的谐波呈低阻抗,为负载 谐波电流提供较低的阻抗通道,与电网抗形成分流关系,使大部分该频 率的谐波电流流入滤波器而不流入电网。
有源电力滤波器:采用电力电子元件和DSP等元件构成的电能变换装
置,主动检测负载电流,并主动产生和负载谐波电流大小相同、方向相 反的谐波电流,实现谐波补偿,保证补偿后的电流满足电网和用户要求, 几乎为纯正弦波。
有源滤波器和无源滤波器的区别
重庆麦克斯韦电气技术有限公司 技术部:刘工
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1
随着电力电子技术的发展和制造成本的降低,有源电力滤波器在许 多应用领域已开始替代无源电力滤波器,成为电力滤波器的发展方向之 一。以下是无源电力滤波器与有源电力滤波器的部分比较。
详述有源和无源滤波的区别
有源滤波器和无源滤波器的区别
1.概念
无源滤波器是串联电抗器和电容器组合给谐波提供低阻抗的通路,然后通过电抗器发热滤除系统谐波。
有源滤波器滤波原理: 动态有源滤波器产生和系统谐波大小相等,相位相反的谐波注入到电网中,从而有效消除谐波。
2. 无源滤波器的特点
2.1 在滤波时总伴随产生无功功率。
2.2 滤波能力受电网功率因数的影响
无源滤波器需要根据系统功率因数的高、低,投、切电容器,和串联电抗器组合形成某一次谐波的低阻通路。
2.2 无源滤波器只能针对系统谐波中的其中某一次谐波滤除,滤波范围窄。
2.3 滤波能力受系统阻抗变化影响。
系统设备扩容或因其它原因起的系统阻抗变化均可能导致之前的无源滤波柜失去滤波能力。
2.4 滤波能力有限,不易扩容。
无源滤波器是靠电抗器发热来消耗系统谐波电流,因此其滤波能力非常有限,即使针单独某次谐波效果也不明显。
2.5 谐波电流如果较大容易因过载而损毁。
3. 有源滤波器特点
3.1 在2次谐波到50次谐波的范围内可以独立选择20种谐波进行
同时滤除;
3.2 可以设定每一种要滤除的谐波的滤波范围;
3.3 滤波效率高(通常情况下高达97%)
3.4采用闭环控制方式,滤波精度高;
3.5 能提供基于基波的相不平衡补偿和无切换的无功补偿;
3.6 具备不同的工作模式设定和不同工作状态的自动切换能力;。
有源滤波和无源滤波
无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。
有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
有源滤波自身就是谐波源。
其依靠电力电子装置,在检测到系统谐波的同时产生一组和系统幅值相等,相位相反的谐波向量,这样可以抵消掉系统谐波,使其成为正弦波形。
有源滤波除了滤除谐波外,同时还可以动态补偿无功功率。
其优点是反映动作迅速,滤除谐波可达到95%以上,补偿无功细致。
缺点为价格高,容量小。
由于目前国际上大容量硅阀技术还不成熟,所以当前常见的有源滤波容量不超过600kvar。
其运行可靠性也不及无源。
一般无源滤波指通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻(调谐滤波)状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。
这样谐波电流就不会流入系统。
无源滤波的优点为成本低,运行稳定,技术相对成熟,容量大。
缺点为谐波滤除率一般只有80%,对基波的无功补偿也是一定的。
目前在容量大且要求补偿细致的地方一般使用有源加无源混合型,即无源进行大容量的滤波补偿,有源进行微调。
原理上讲,有源滤波器可以达到很高的Q值,但是过高的Q值对于有源滤波器来说是不够稳定的。
有源滤波器的特性曲线不够好,有可能是你使用的运放带宽不够。
从原理上,无论有源无源,实现出来的特性应该是一致的。
主要还是一个制作问题。
你的说法有基本概念问题。
不能说你的二阶低通滤波器的相应没有巴特沃思的相应好!因为你的滤波器就是根据巴特沃思原形设计的!你的楼下那位大虾说的很对。
无论是无源还是有源滤波器,都是基于同样的原形,从滤波特性本身来讲都是一样的。
两者的差别不在这里。
你还是应该在电路上寻找原因。
无源RC滤波器当然不能等同于有源RC滤波器,有源RC和无源LC可以实现出Bottworth函数,而用无源RC实现这个函数是很不理想的,它的最低衰耗值极高(此点鲜为人知)。
无源滤波器与有源滤波器的比较
无源滤波器与有源滤波器的比较滤波器是电子学中常用的一种电路元件,用于选择性地通过或者抑制信号的特定频率成分。
基于电路中是否需要外部电源供电的区分,滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。
本文将对这两种滤波器进行比较,探讨它们的特点、适用范围以及各自的优缺点。
1. 无源滤波器无源滤波器是一种不需要外部电源供电的滤波器,它的工作原理基于被动元件(如电阻、电感、电容等)的组合。
无源滤波器常用的类型包括RC滤波器和RL滤波器。
无源滤波器的特点如下:1.1 简单:无源滤波器由于不需要外部电源,电路结构比较简单,便于设计和实现。
1.2 低功耗:由于没有功率放大器等主动元件,无源滤波器的能耗非常低。
1.3 适用范围窄:无源滤波器通常适用于处理低频信号(几百kHz 以下)。
对于高频信号,无源滤波器受到被动元件本身的频率特性限制,效果较差。
1.4 线性特性:无源滤波器的频率响应通常是线性的,可以较好地保持信号的幅度和相位特性。
2. 有源滤波器有源滤波器是一种需要外部电源供电的滤波器,它的工作原理基于被动元件和一个或多个主动元件(如晶体管、运放等)的组合。
有源滤波器也有多种类型,包括基于运放的Butterworth滤波器、摆脱电压振荡器和积分器等。
有源滤波器的特点如下:2.1 灵活性强:有源滤波器通过主动元件的放大作用可以提供较高的增益和更好的频率选择性,可以实现更复杂的滤波特性。
2.2 高精度:由于有源滤波器可以通过选择合适的主动元件和调整电路参数实现精确的滤波效果,因此具有较高的精度和稳定性。
2.3 宽频率范围:有源滤波器通常适用于处理宽频率范围的信号。
采用主动放大器的有源滤波器可以实现更高的截止频率。
2.4 需要电源供电:有源滤波器需要外部电源供电,相对于无源滤波器而言,设计和使用上稍微复杂一些。
3. 无源滤波器与有源滤波器的比较无源滤波器和有源滤波器在很多方面有着不同的特点和应用场景。
3.1 功耗和复杂度:无源滤波器功耗低,电路结构简单。
有源滤波器和无源滤波器的区别
有源滤波器和无源滤波器的区别————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:有源滤波器和无源滤波器的区别滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。
谐波治理首先要控制好谐波产生的源头,其次我们还要通过增加滤波装置进行谐波的消除。
如何正确选择有效的谐波质量方案非常关键。
一、无源滤波无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采用的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器。
无源滤波器由LC等被动元件组成,将其设计为某频率下极低阻抗,对相应频率谐波电流进行分流,其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。
如图1所示为无源滤波原理图。
图1 无源滤波原理图优缺点优点:无源滤波器具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高、运行费用较低。
缺点:通带内的信号有能量损耗,负载效应比较明显,使用电感元件时容易引起电磁感应,当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大,在低频域不适用。
应用由于无源滤波的具有大容量低价位的优点,钢铁行业的滤波都采用无源滤波,目前国内滤波市场(电力谐波治理市场)上主要以无源滤波为主。
国际上以ABB、施耐德、西门子为代表,国内以Satons、温州清华电子、山大华天、哈工大、西安赛博、绿波杰能为代表。
发展形势以快速反映,谐波治理彻底,综合控制为主。
二、有源滤波有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。
之所以称为有源,顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波),其应用可克服LC无源滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿),实现了动态跟踪补偿,而且可以既补谐波又补无功。
有源滤波器和无源滤波器的区别
重庆麦克斯韦电气技术有限公司 技术部:刘工
随着电力电子技术的发展和制造成本的降低,有源电力滤波器在许 多应用领域已开始替代无源电力滤波器,成为电力滤波器的发展方向之 一。以下是无源电力滤波器与有源电力滤波器的部分比较。
•构造与原理
无源电力滤波器:它是按照设定抑制谐波次数专门量身制造的,是根
据电容电阻固有的阻抗特性,对某一特定频率的谐波呈低阻抗,为负载 谐波电流提供较低的阻抗通道,与电网抗形成分流关系,使大部分该频 率的谐波电流流入滤波器而不流入电网。
有源电力滤波器:采用电力电子元件和DSP等元件构成的电能变换装
置,主动检测负载电流,并主动产生和负载谐波电流大小相同、方向相 反的谐波电流,实现谐波补偿,保证补偿后的电流满足电网和用户要求, 几乎为纯正弦波。
更感性的解释:无源可以看成额外吸收谐波的负载,被动的吸收谐波。
有源可以看成电源,主动的生成反向谐波,从而抵消电网中的谐波。
• 谐波补偿效果
无涯电力滤波器:仅对某些次谐波有好的补偿效果,当谐波成分变化
时补偿效果就会变差。
有源电力滤波器:不只局限于某些次谐波的补偿,理论上是对所有的
谐波进行讯速的动态跟踪补偿。
有源电力滤波器:在各种负载情况下,只要不超出有源电力滤波器的
最大输出值时,均可保持谐波量 THDI ≤ 5 % . 重庆麦克斯韦电气技术有 限公司的有源电力滤波器其治理效果可达到THDI≤2%
• 谐振现象
无源电力滤波器:在某些特定频率下,电网阻抗和无源滤波器之间会发
生并联或串联谐振,从而使谐波电流和电压放大。
• 受电网阻抗的影响
无源电力滤波器:滤波器一旦制成,性能参数难以变动。补偿特性受
电网参数的影响非常大。
APF有源电力滤波器有哪些优势-APF与无源电力滤波器有何不同-
APF有源电力滤波器有哪些优势?APF与无源电力滤波器有何不同?APF,就是常聊的有源电力滤波器。
虽然APF是老生常谈的话题,但是你对APF真的了解吗?为增进大家对APF的认识,本文将对APF 的优势,以及APF和无源电力滤波器予以介绍。
如果你对APF具有兴趣,不妨和我一起继续往下认真阅读哦。
一、有源电力滤波器的优势(1)低纹波电流,高电流响应速度纹波电流和电流响应速度是矛盾的两个指标。
作为有源电力滤波器,其基本原理是检测负载谐波,注入反相谐波,以谐波的相互抵消达到滤波的目的。
一般的有源电力滤波器是一个电流模式控制的电压源逆变器。
输出电流是通过逆变器输出的电压作用在输出电感上产生的。
逆变器采用脉冲宽度调制,根据电工的基本原理,纹波电流决定于开关频率、直流母线电压、输出电感的大小,与电流环的控制无关。
开关频率越高纹波电流越小、直流母线电压越高,纹波电流越大;输出电感越大,纹波电流越小。
而逆变器期望的输出电流是由电流环所控制。
有源电力滤波器输出谐波电流,如果按基波50Hz,补偿50次谐波计算,最高谐波频率将达到2.5kHz。
有源电力滤波器对电流响应速度有很高的要求。
电流响应速度与直流母线电压和输出电感大小有关。
直流母线电压越高,电流响应越快;输出电感越大,电流响应越慢。
我们期望输出纹波电流越小越好,电流响应速度越快越好,这是一对矛盾。
从上述分析可以看出,两电平有源电力滤波器解决这个矛盾的办法只能是提高开关。
在某些厂家的两电平有源电力滤波器产品的开关频率已经达到20kHz。
但是,开关频率的提高带来的是更高的开关损耗以及驱动损耗,有源电力滤波器的单机容量会受到限制,而对于更高电压等级的有源电力滤波器,高压的IGBT根本就不允许那么高的开关频率。
然而,三电平有源电力滤波器从原理上就是一个解决上述问题的方案。
三电平逆变器可以输出正、负、零三种电压,在计算纹波电流时,只需按直流母线电压的一半计算。
由此,在相同开关频率、相同直流母线电压、相同纹波电流要求的前提下,三电平的输出电感为两电平的一半,同时器件的开关损耗和电感上的纹波损耗也会降低。
无源滤波器与有源滤波器的对比研究
无源滤波器与有源滤波器的对比研究滤波器在电子系统中扮演着至关重要的角色,用于从信号中去除不必要的频率成分。
其中,无源滤波器和有源滤波器是最常用的两类滤波器。
本文将对无源滤波器和有源滤波器进行对比研究,分析它们的特性、优缺点以及在不同场景下的适用性。
一、无源滤波器无源滤波器是以被动元件(如电容、电感、电阻)为主要构成元素的滤波器。
常见的无源滤波器包括RC滤波器、RL滤波器和LC滤波器。
无源滤波器的特点如下:1. 低功耗:无源滤波器不需要外部电源,能够从输入信号中提取能量进行滤波,因此功耗较低。
2. 简单可靠:由于无源滤波器的结构简单,不涉及电源等复杂部件,因此其可靠性较高,易于设计和制造。
3. 限制频率范围较窄:无源滤波器对于较窄的频率范围内的滤波任务非常有效,可以很好地去除输入信号中的特定频率成分。
4. 难以实现增益:无源滤波器不能实现信号的放大功能,只能对输入信号进行滤波处理。
二、有源滤波器有源滤波器是以放大器等有源元件为核心构成的滤波器。
常见的有源滤波器包括RC激励器滤波器和激励器追随滤波器。
有源滤波器的特点如下:1. 较宽的频率范围:有源滤波器能够滤除较宽频率范围内的噪声和干扰信号,因此在需要处理复杂信号的场合应用更为广泛。
2. 可调增益:有源滤波器的有源元件(如运放)具有放大功能,可以实现信号的放大,提高输出信号的幅度。
3. 复杂、多样的设计:有源滤波器的设计相对复杂,需要考虑电源、放大器和稳定性等因素,设计和制造难度较高。
三、无源滤波器和有源滤波器的对比1. 耗电量:由于无源滤波器不需要外部电源,无源滤波器的功耗相对较低,对于需要长时间运行且电源受限的场景更为适用。
而有源滤波器由于需要外部电源供给放大元件,功耗相对较高。
2. 频率范围:无源滤波器适用于较窄频率范围内的滤波任务,能够准确滤除输入信号的特定频率成分。
有源滤波器则适用于较宽频率范围内的滤波任务,能够处理复杂信号并提供较高的增益。
有源滤波器和无源滤波器的原理及区别
有源滤波器和无源滤波器的原理及区别?2010-01-09 11:28无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。
有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。
集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。
但集成运放带宽有限,所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。
无源滤波装置该装置由电容器、电抗器,有时还包括电阻器等无源元件组成,以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路,以达到抑制高次谐波的作用;由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区,所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联,这样既满足无功补偿、改善功率因数,又能消除高次谐波的影响。
国际上广泛使用的滤波器种类有:各阶次单调谐滤波器、双调谐滤波器、二阶宽颇带与三阶宽频带高通滤波器等。
1)单调谐滤波器:一阶单调谐滤波器的优点是滤波效果好,结构简单;缺点是电能损耗比较大,但随着品质因数的提高而减少,同时又随谐波次数的减少而增加,而电炉正好是低次谐波,主要是2~7次,因此,基波损耗较大。
二阶单调谐滤波器当品质因数在50以下时,基波损耗可减少20~50%,属节能型,滤波效果等效。
三阶单调谐滤波器是损耗最小的滤波器,但组成复杂些,投资也高些,用于电弧炉系统中,2次滤波器选用三阶滤波器为好,其它次选用二阶单调谐滤波器。
2)高通(宽频带)滤波器,一般用于某次及以上次的谐波抑制。
当在电弧炉等非线性负荷系统中采用时,对5次以上起滤波作用时,通过参数调整,可形成该滤波器回路对5次及以上次谐波的低阻抗通路。
有源滤波器虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点,在现阶段广泛用于配电网中,但由于滤波器特性受系统参数影响大,只能消除特定的几次谐波,而对某些次谐波会产生放大作用,甚至谐振现象等因素,随着电力电子技术的发展,人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(Active PowerFliter,缩写为APF)。
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有源滤波和无源滤波的原理是什么?有何区别?有源滤波器原理是利用运放或三极管做的滤波器,最大的特点就是需要供电。
无源滤波器原理就是一个RC滤波电路,不接电源,只要给信号就可以工作。
两者的滤波特性存在差异。
呵呵区别大着呢。
简单说,无源滤波器,就是电容器+电抗器(即:电感器)的组合,利用LC谐振原理滤波。
有源滤波器,实际上是一个电子式谐波发生器,它产生一个与电网谐波的:幅度相同,方向相反的谐波,去抵消电网的谐波。
绿波杰能举个简单的例子来说明一下:就像我们去食堂吃饭一样,那些大锅菜就是无源滤波器,小炒就是有源滤波器。
翻译一下:无源滤波器的滤波能力及滤除谐波的频段,在设计时就已确定好了,不可更改的;有源滤波器,里面有采样系统,根据采样结果,施加以大小相同,方向相反的谐波电流,予以抵消,所以,其滤波能力和效果在一定范围内是可变的。
不知道解释清楚了没有?有源滤波(APF)与无源滤波(FC)在滤波原理上是不同的,无源滤波主要是利用阻容元器件的LC谐振特性,对系统中的某一特定频率形成一个低阻通道,这个低阻通道与系统阻抗形成并联分流关系,让谐波成份从滤波系统中流过。
达到对系统滤波的作用。
APF则是利用现代电力电子器件主动产生一个与系统谐波大小相等相位相反的谐波,以“抵消”系统产生的谐波。
概括地说FC属于并联分流,APF是主动抵消。
什么是有源滤波?什么是无源滤波?"源"指什么?无源滤波电路:若滤波电路仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成。
有源滤波电路:若滤波电路不仅由无源元件,还由有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组成。
有源电路说白点就是元件必须有工作电源支持。
无源电路中的器件不需要工作电源支持。
这里可理解源就是电源。
无源电路中的信号如果没有外部信号补充最后将衰减为零,有源元件定义为可以给外部电路提供大于零的平均功率的元件,而且该平均功率可以持续无限长的时间;反之,则是无源元件。
这时候可理解源就是有源元件提供的信号源。
什么叫有源滤波电路什么叫无源滤波分别是怎样定义的??说简单直接一点,有源滤波器就是需要有电源输入,需要提供额定的电压,或者有一些电调滤波器可以根据输入电压的变化决定滤波器的通带。
而无源滤波器,看名字就知道了,不需要电源输入,直接2个引脚,一个输入一个输出就完了。
有源滤波器和无源滤波器的工作原理所谓无源,就是被动,其主要是串联到电路里,通过电感电容组成的电路,抑制谐波及高频干扰。
有源,就是主动,主要是并联到电路里,本身是一个谐波发生器,可以检测到接入点的谐波含量,发出与其相反的谐波,抵消掉线路本身所含的谐波分量,达到抑制谐波的作用。
无源滤波器的滤波原理1。
源滤波器里有电抗器.电容器.电阻等组成,相关资料说无源滤波器里提供某次谐波的低阻抗通道,在通道中消耗一些谐波的能量。
原理是如此的话,一条滤波通道只能滤除某特定次数的谐波,那些声称可以滤除13次以上次数高次谐波的无源滤波器里岂不是有无数条滤波通道??(如能滤除13-1000次谐波的滤波器就得有近千条滤波通道?)2。
滤波电抗器也可以抑制谐波,电抗器是利用其自身高电感的特性对谐波“拒之门外”,根据感抗公式XL=2πfL电抗器电感量越高.谐波频率越高,该谐波遇到的感抗就越大,越难通过电抗器。
但是根据公式无论电感量怎么高,各次谐波和工频电流的感抗比例还是等于其频率之比,这样的话电抗器抑制谐波同时也会抑制工频电流??感谢各位回答。
我就不抄书了,通俗地说一下吧。
无源滤波的原理就是用电抗器和电容器配合形成针对某次谐波的低阻抗通道让这次的谐波流入并短路。
单一使用滤波电抗器或滤波电容器都不能滤波。
滤波范围不局限,几次谐波超标就设计几次的滤波通道,就是一个计算的事。
谐波含量在国家标准内时不会对用户自身或公用电网造成危害,因此无需治理。
如有超标一般也只有13次以内的奇次谐波中的几项超标,一般不会超过3项(我没见过3项以上同时超标的),因此无源滤波器一般最多设计3个通道就足够了。
13次以上谐波一般都不超标,所以不用考虑。
万一有就只能再设计一个针对它的通道了。
但同一系统内是不会出现3项以上谐波同时超标的(我没见过)。
如果还没说清楚就找我单聊吧。
任何电流都有短路特性:什么地方阻小,该电流就向什么地方流动。
串联谐振是L、C在某次频率电流时,发生的谐振:此时,L、C串联回路对该次电流的阻抗为零(感抗大小等于容抗大小,且方向相反),对该次电流短路(理论上),这时该次谐波电流几乎都从此处流过,这就是无源滤波的原理。
提出了一种利用晶闸管控制电抗器为可变电抗器的新型可控无源滤波器。
通过改变触发角来改变可变电抗器的等效电感,使滤波器在LC参数变化后重新回到谐振状态以实现自动调谐。
实验证明该滤波器适于一般电力电子装置的谐波抑制任何电流都有短路特性:什么地方阻小,该电流就向什么地方流动。
串联谐振是L、C在某次频率电流时,发生的谐振:此时,L、C串联回路对该次电流的阻抗为零(感抗大小等于容抗大小,且方向相反),对该次电流短路(理论上),这时该次谐波电流几乎都从此处流过,这就是无源滤波的原理。
但是,我认为说无源滤波这个说法不太准确,因为这并不是滤波,而是给有害的谐波提供一个短路通道,在这个通道中,只在本身的直流电阻上消耗一些谐波能量,大部分还都在谐波源和此L、C短路通道中流动由于感抗和容抗近似相等,所以在L、C两端的电压降是很小的,理论上可以认为是零。
但是单独在L或C上,其电压是非常高的,这就是谐振电压。
在电力网中,这个谐振电压造成电力设备损的例子比比皆是,就是造成电力网解列、崩溃瓦解的例子也不在少数。
有源滤波和无源滤波有什么区别请大侠简单细致的给个解答,谢谢!!呵呵,区别大着呢。
简单说,无源滤波器,就是电容器+电抗器(即:电感器)的组合,利用LC谐振原理滤波。
有源滤波器,实际上是一个电子式谐波发生器,它产生一个与电网谐波的:幅度相同,方向相反的谐波,去抵消电网的谐波。
追问:哪个好一点?追答:当然是有源滤波啊。
无源滤波只能针对指定次谐波进行滤除,并且滤除效果不理想。
好的有源滤波(resine)好像是进口的,不过深圳有个厂家独家代理,具体忘记是哪家了。
可以滤除2-51次谐波,而且效果很好!谐波保护器吸收谐波的原理是什么?谢谢其实他就是一个电容串电抗因为阻抗很低电流会往这里流动实际上就是阻抗分流这样流入系统的谐波电流就少了谐波保护器价格一般是多少一个与电压等级及功率大小密切相关。
与谐波保护采用的技术原理及技术指标密切相关。
不能一概而论。
简单的谐波保护器主要由电抗器和电容器构成,价格与同容量的电抗器相当。
谐波保护器的作用如果是用在电容补偿柜里面的是用来防止电容损坏,延长电容的使用寿命的,一般可能还会给你加电抗器。
过电压保护器和避雷器的区别?一般意义上的过电压保护器是对工频过电压进行保护的,所谓工频过电压,往往产生在操作过程中,如开关开断时电弧未过零就被开断时会有过电压,回路开断时由于回路波阻抗不同而产生电压反射波叠加的操作过电压等等,这些过电压都是工频过电压,也就是其电压波形的频率还是维持50HZ没变。
避雷器是保护雷电过电压的,这种过电压波形前端很陡,频率很高,但后续电流很小,避雷器可以将雷电波的峰值泄放从而保证其后面的电器安全原问题:过电压保护器与避雷器有什么区别啊?避雷器主要是针对一般电器设备,防止雷电侵入波及雷电感应过电压。
普通电气设备(2 20kV及以下),本身绝缘水平可以耐受操作过电压,只需用避雷器防止雷电过电压对设备的伤害而已。
其过电压保护水平对一般电器来说绝缘配合是没有问题的,并且由于是防止雷电过电压,所以避雷器的相对通流容量较大。
而针对电子类设备,其绝缘水平要远小于一般意义上的电器设备,不但雷电过电压,操作过电压也可以对电子类设备造成伤害,所以需要SPD进行保护,对雷电过电压和操作过电压进行防护,但其通流容量一般不大,主要是由于电子设备是低压供电,不直接与架空线路连接,所以经上一级的限流作用,雷电流幅值已经下降较多,所以用通流容量不大的SPD就可以起到保护作用。
团长您好,电力系统中三相组合式过电压保护器、浪涌保护器、避雷器区别是什么?各自适合在什么情况下使用这个问题问的有深度啊,过电压保护器、浪涌保护器、避雷器三者划等号也说的过去,确实经常混为一谈,成了大家对防雷产品的统称。
硬是要谈区别,我是这么认为的:1.过电压保护器的范畴更宽泛,什么静电、市电电压异常偏高、感性负载启停造成的电网污染等等,当然还有自然界的雷电,这些都属于过电压,相应的电压抑制保护器统统可以称为过电压保护器。
主要是限制电压在安全范围之类,对于过电流并没有特别强调,因此,小到SOD323封装的ESD板级元件到100KA以上的直击雷防护装置都属于过压保护器的范畴;2.浪涌保护器,浪涌的英文是surge,侧重于中、低过电压保护事件,与之相对应的一个词是lightning,也就是雷电保护器,专指直击雷;3.避雷器,很容理解,主要是指用于直击雷和感应雷防护的产品,主要是由压敏阀片、气体间隙等组成,其重要特征是:需要承受高压大电流冲击。
以上仅为OVP防雷器的张工的个人见解,希望大家指正,133_1688_6360。
谐波的产生原理及治理方法哎呀产生无非是你电力系统中有产生谐波的设备即谐波源,是具有非线性特性的用电设备。
当前,电力系统的谐波源,就其非线性特性而言主要有5大类:1、软启动器(可控硅电机启动器);2、开关电源、UPS、逆变元件、电池充电器;3、变频控制的电机、起重机、电梯、泵等制造过程控制;4、电子数据图像设备--如电视等无线电发射设备,可控灯光设备;5、整流器、荧光灯等。
这些设备由于自身的工作特点,即使供给理想的正弦波电压,它们取用的电流也是非正弦的,即有谐波电流存在。
频率为50Hz的正弦波波形,称基波,50Hz称基波频率。
谐波为一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率整数倍。
谐波用基波倍数表示,例如频率为150Hz的正弦波称为3次谐波、频率为250Hz的正弦波称为5次谐波、频率为350Hz的正弦波称为7次谐波,依次类推。
治理无非就是APF:费用大、效果好、实时性好。
PPF:费用低存在被动的缺点下游负载变了,超出PPF设计的滤波支路范围频次的谐波无法治理。
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