无源电力滤波器设计精品共37页
4-无源滤波器(PPF)
若不考虑滤波器连接处系统阻抗的影响，则 Q 值越大， ������fn 越小，滤波效果越好。Q=∞时， Rfn=0 ， ������������������ = 2δe������ X0 ，在给定的 X0 和 δ eq 下， 谐波电压最小，但实际下电感线圈总有一定的 电阻，Q必定为有限值。如果某一Q值下谐波电 压达不到滤波要求，应减小X0 ，降低Q值。
使用有源电力滤波器进行谐波治理
治理效果好，节能、节材，是谐波治理技术的最新发展方向，有着广阔 的发展前景。
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治理 谐波
无源电力滤波 器
利用电容器、电抗器 和电阻器的适当组合而 构成的滤波装置。其具 有结构简单、维护方便 等优点,但只能抑制固定 次谐波、其滤波效果受 系统阻抗及频率变化影 响、且体积庞大、易与 系统发生谐振。
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单调谐滤波器的设计
1．单调谐波器的失谐
滤波器阻抗偏离其极小值，使滤波效果变差，这种情况称为滤波器的失谐。 电力系统运行时频率偏差（实际频率fs与额定频率fsn不一致）
条 件
电容器、电感线圈的参数变化（环境温度、自身发热、绝缘老化）
设计时常将由参数偏差 ΔL和 ΔC 所引起的谐振频率相对变化量， 应用谐振频率与 ������������成反比关系，等效地近似处理为系统频率的偏 差，从而得到总的等值频率偏差或总失谐度
优点：双调谐滤波器投资较小，且基波损耗较小； 缺点：其结构相对比复杂，调谐困难，故应用还较少。
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二、LC无源滤波缺点
容量固定 参数易 变化 容易 谐振 消耗大量 有色金属
效果不好！
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LC 缺点一
不能完全滤除谐波
Z5
Ih
LC滤波支路是低阻分流原理，支路电阻与变压器内阻并联，反比分流，
无源电力滤波器的设计与调试_secret
4
1、滤波器参数选择原则 原则：最小投资；母线 THDU 和进入系统的谐波电流最小；满足无功补偿的要求；保证 安全、可靠运行。
参数设计、选择前必须掌握的资料： 1）系统主接线和系统设备（变压器、电缆等）资料； 2）系统和负荷的性质、大小、阻抗特性等； 3）谐波源特性（谐波次数、含量、波动性能等）； 4）无功补偿要求；要达到的滤波指标； 5）滤波器主设备参数误差、过载能力、温度等要求 以上资料是滤波器参数选择、设计必要条件。 本案例 1 段母线滤波器接线（图纸拷贝）……。
4）参数设计涉及技术指标、安全指标和经济指标，往往需经多个方案比较后才能确定。 4、滤波器方案与参数的分析计算
1）确定滤波器方案 确定用几组单调谐滤波器，选高通滤波器截止频率，以及用什么方式满足无功补偿的要 求。 例如：三相全波整流型谐波源，可设 5、7、11 次单调谐滤波器，高通滤波器截止频率 选 12 次。无功补偿要求从容量需求平衡角度，通过计算综合确定。 2）滤波器基本参数的分析 电容器基本参数：额定电压 UCN、额定容量 QCN、基波容抗 XC，而 XC=3 U2CN/ QCN （这里 QCN 是三相值）。 为保证电容器安全运行，电压应限制在一定范围内。
1 段母线补偿电容器和滤波器同时运行仿真示例：
仅滤波器投入运行的仿真示例。……。
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四、设备定货、施工和现场调试
1、拟合标准指标与产品定货 按设计参数选配、拟合标准规格电容器，考虑电抗器调节范围，提出温升、耐压、损耗 等指标。 电容器要求+误差，电抗器±5%可调，电容器质量…。 注意滤波电容器，干式、油侵电容器等问题……。 2、工程施工需要注意的问题 LC 滤波器属工程，结合用户现场条件、情况，设计单位应提供完善的工程资料，安装、 施工要求；由于滤波器现场安装，要求工程单位按设计施工、保证质量；做详细安装检查， 保证连接正确，防止相序、设备接线错误 案例施工中的问题：连接、保护…… 3、现场调试主要要求和方法 1）要求：保证系统可靠运行，避免系统与滤波器谐振造成的谐波放大；投切过电压限 制在有效范围内；保证滤波本身安全运行，不会导致电容、电感、电阻等不发生稳态过负荷， 以及投、切时的过电压、过电流不损坏本体设备。 其中，多数与设计有关……。 2）步骤：测量各种工况谐波；计算系统和滤波器频率特性，研究是否可能出现谐波放 大，决定滤波器是正调偏还是负调偏；计算调整后的过电压、过电流；分析、考虑配置的保 护，避雷器对投切、断路器重燃过电压有重要作用；编写滤波器投入方案，测量考核滤波效 果。
第5章无源电力滤波器设计及应用实例
= hω1 ）的阻抗为：
Zh
=
Rh
+
j(ωh L −
1 )
ωhC
=
Rh
+
j(hω1L −
1 )
hω1C
（5-1）
单调谐滤波器的阻抗频率特性如图5-1（b）所示, 它利用 R、L、C 串联谐振电路在谐
振点呈现低阻抗的原理，如将电路谐振点调谐到h次谐波上，此时 Z h = Rh ，Rh 为电阻R在h
次谐波下的阻值。由于R很小，h次谐波电流主要由R 分流，很少流入电网中。而对于其他 次谐波，滤波器呈现较大的阻抗，所以分流很小。因此，只要将滤波器的谐振频率设定为与 需要滤除的谐波频率一致，则该次谐波电流将大部分流入滤波器，从而起到滤除该次谐波的 目的。
5.3 滤波器设计要求和步骤
5.3.1 滤波器设计的要求
滤波器的设计应满足两个基本要求： 1．以最小的投资使谐波源注入系统的谐波减小到国家标准规定的允许水平。 2．满足基波无功补偿的要求。 在满足上面两个基本要求的前提下，滤波装置的设计涉及到以下一些指标： （1） 技术指标，包括滤波器构成、谐波电压、谐波电流、无功补偿容量； （2） 安全指标，包括电容器的过电压、过电流、容量平衡；
（5-3）
X T1 —基波时变压器绕组电抗。
3．其他用电负荷
除去提升机变流器外矿上的其他负荷可采用图5-6所示的等值电路。
为了计算等效参数，需要统计未投入并联电
容器时全矿井24小时的有功电度和无功电度，从
中减去提升机的有功电度和无功电度，即为全矿其
他负荷的一天内的有功电度和无功电度，进而可以
计算出有功功率 P 和无功功率 Q 。
接线的整流变压器使二次电压移相 30 0 ，组成 12 脉动整流装置，使 5、7、17、19，…次谐
无源电力滤波器设计38页PPT文档
GN24-10D/400 LAJ-10Q
FDDC-1.7/ 6/√3
AFM4100-1W
LKDGKL－6 ―165—3.03
Y5WR-10/27 FDDC-1.7/ 6/√3 AFM4100-1W
LKDGKL－6 ―75—3.54
Y5WR-10/27
Y5WR-10/27 Y5WR-10/27
TCR
H5滤波器
实际应用中常用几组单调谐滤波器和一组高通滤波器组成滤波装置。
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无源电力滤波器基础知识
单调谐滤波器
滤波器对n次谐波（n nS ）的阻抗为：
二阶高其通阻滤抗波为器：Z Z nf njn R1 fnS C j( n(R 1 SL jn n 1 1S SC L)) 1
Zfn
Zn
R
R
n S )
0
1
2
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无源电力滤波器基础知识
双调谐滤波器
有两个谐振频率，同时吸收这两个频率的谐波，其作用等效于 两个并联的单调谐滤波器。
阻抗频率特性：
阻 抗
优点：双调谐滤波器投资较小，且基波损耗较频 小率 ； 缺点：其结构相对比复杂，调谐困难，故应用还较少。
在频漂及参数漂移下的滤波效果。
Z fn
最佳Q值为 Q opt ctg(2 m m /2)2 cos m sim n 1 m
25 20
（ 一般约在30~60内）
15
AB PB
10
C
5
D
0
(% )
-6 -4 -2 0 2 4 6
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无源电力滤波器设计方法
无源RC滤波器设计
+1 ×ω0
ωCl =
1+ 4QP2 2QP
−1 ×ωP
=
1+ 4QP2 2QP
−1 × ω0
ωCh ， ωCl 分别称为上截止频率和下截止频率。
（10） （11） （12）
通频带宽度 B 为
B = ωCh − ωCl
= ωP QP
= ω0 QP
（13）
品质因数 Q 为
Q = ω0 = ωp = Qp BB
1
一．无源滤波器的简介
1.无源滤波器定义
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。
带ωCl<ω<ωCh。因此它的功能是衰减ωCl 到ωCh 间的信号。通带ω>ωCh 也是有限的。
(a)低通滤波电路
(b)高通滤波电路
3
(c)带通滤波电路
(d)带阻滤波电路
图 1 各种滤波电路的幅频响应
二阶基本节低通、高通、带通和带阻滤波器的电压转移函数分别为：
H(S) =
Kω P 2
低通
S2
+
ωCh ，ωCl 分别称为上截止频率和下截止频率。
阻频带宽度 B 为
B = ωCh − ωCl
= ωP QP
= ω0 QP
（21）
品质因数 Q 为
Q = ω0 B
=
ωP B
= QP
（22）
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三．设计思路及电路仿真
1.无源低通滤波器
无源滤波器的设计
无源滤波器（PWPF）的设计安装容量的确定以下的例子为经过现场测量后，确定电谐士安装容量的一种设计思路，提供给各位参考：已知参数：相电压：220V线电压：380V线电流：1462A有功功率：600 kW无功功率：783 kvar功率因数：0.65次谐波电流: 198A7次谐波电流: 120A11次谐波电流: 80A电压谐波总畸变率:5.15%要求:电谐士投运后，电网的谐波分量要低于GB/T14549-1993所规定的谐波电流允许值；供电系统功率因数达到0.9以上；整套装置的电器元件运行温升符合有关技术规范要求。
设计思路:1.基波补偿容量有功功率：600kW功率因数：0.6将功率因数提高到0.9以上，需要基波补偿容量：Q C1=P(tanϕ1－tanϕ2)=600kW(1.333-0.484)=510kvar其中,cosϕ1＝0.6；cosϕ2＝0.9；tanϕ1 和tanϕ2 为相应的三角函数。
2.考虑谐波电流后安装容量从测量数据可知,线电流：1462A, 5次谐波电流: 198A; 7次谐波电流: 120A; 11次谐波电流: 80A5次谐波电流在谐波电流中所占的百分比为: 198/(198＋ 120) ×100% ＝62.3%7次谐波电流在谐波电流中所占的百分比为: 120/(198＋ 120) ×100% ＝37.7%将上面第1点确定的基波补偿容量510kvar分别分配到5次、7次、11次滤波组，则：5次滤波组的基波补偿容量为：311 kvar7次滤波组的基波补偿容量为：189kvar现在计算5次滤波组的安装容量。
依据上面的原则，分配给5次滤波组的基波补偿容量为：311kvar，又知5次谐波电流为198A。
311kvar的电容器连入380V的电网后，基波线电流为：I ＝U Q⨯3＝311400⨯＝ 448.07A容量和电流、容抗的关系式如下：XI cQ ⨯=2对于基波： X c Q I1121⨯=...............................(1) 对于5次谐波：X c Q I5525⨯= (2)其中，X c 1＝ 5×X c 5由上面的两个式子相比,可得198A 的5次谐波电流注入电容器时的谐波容量Q 5： Q 5＝ 311 × 1982／(448.92×5) ＝12kvar所以,在380V 下，5次滤波组的安装容量为: Q 1＋Q 5＝311 ＋12＝323kvar考虑到串联电抗器后，电容器的电压会升高，这里选额定电压为480V 的电容器。
无源滤波器优秀课件
滤波器旳基本知识
(三)滤波器旳主要特征指标 ④固有频率: f0=w0/(2)为电路没有损耗时，滤波
器旳谐振频率，复杂电路往往有多种固有频率。
2、增益与衰耗
滤波器在通带内旳增益并非常数。 ①对低通滤波器通带增益Kp一般指w=0时旳增益；
例14-4 试设计转折频率C=103rad/s旳低通和高通滤波电路。
解：根据前面对多种RC滤波电路特征旳讨论，假如用图 14-6(a)和图14－8(a)一阶RC滤波电路，则需要使电路 参数满足条件 RC 1 0.1s
C
假如选择电容为C=1F，则需要选择电阻R=1k 来满 足转折频率旳要求，实际滤波器设计时还得根据滤波器旳 其他要求和详细情况来拟定。
图14－9(a)
14-11
若用图14－9(a)二阶RC低通滤波电路，则需要根据式
(14-19)拟定电路参数值，即RC=0.3742/C=0.374210-3s。
假如选择电容C=1F，则需要选择电阻R=374.2。
若用图14-11(a)二阶RC高通滤波电路，则需要根据式
(14-21) 拟定电路参数值，即RC=1/0.3742C=2.672410-3s。
对于输入信号相位旳变化，称为相频特征。
滤波器旳基本知识
(三) 滤波器旳主要特征指标 1、特征频率：
①通带截频: fp=wp/(2)为通带与过渡带边界点旳 频率，在该点信号增益下降到一种人为要求旳 下限。
②阻带截频: fr=wr/(2)为阻带与过渡带边界点旳 频率，在该点信号衰耗(增益旳倒数)下降到一人 为要求旳下限。
– 按功能分：低通、高通、带通、带阻
低通无源滤波器设计-详细
低通无源滤波器仿真与分析一、滤波器定义所谓滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，对输入或输出的信号中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。
一般可实为一个可实现的线性时不变系统。
二、滤波器的分类常用的滤波器按以下类型进行分类。
1)按所处理的信号：按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
2)按所通过信号的频段按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。
带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
3)按所采用的元器件按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
无源滤波器：仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。
这类滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：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。
有源滤波器：由无源元件(一般用R和C)和有源器件(如集成运算放大器）组成。
这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件）；缺点是：通带范围受有源器件(如集成运算放大器）的带宽限制，需要直流电源供电，可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用。
4)按照阶数来分通过传递函数的阶数来确定滤波器的分类。
三、网络的频率响应在时域中，设输入为)(ty，滤波器的脉冲响应函数为)(th。
无源低通滤波器的设计
目录第一章一阶无源RC低通滤波电路的构建 (3)1.1 理论分析 (3)1.2 电路组成 (4)1.3 一阶无源RC低通滤波电路性能测试 (5)1.3.1 正弦信号源仿真与实测 (5)1.3.2 三角信号源仿真与实测 (10)1.3.3 方波信号源仿真与实测 (15)第二章二阶无源LC低通滤波电路的构建 (21)2.1理论分析 (21)2.2 电路组成 (22)2.3 二阶无源LC带通滤波电路性能测试 (23)2.3.1 正弦信号源仿真与实测 (23)2.3.2 三角信号源仿真与实测 (28)2.3.3 方波信号源仿真与实测 (33)第三章结论与误差分析 (39)3.1 结论 (39)3.2 误差分析 (40)第一章一阶无源RC低通滤波电路的构建1.1理论分析滤波器是频率选择电路，只允许输入信号中的某些频率成分通过，而阻止其他频率成分到达输出端。
也就是所有的频率成分中，只是选中的部分经过滤波器到达输出端。
低通滤波器是允许输入信号中较低频率的分量通过而阻止较高频率的分量。
图1 RC低通滤波器基本原理图当输入是直流时，输出电压等于输入电压，因为Xc无限大。
当输入频率增加时，Xc减小，也导致Vout逐渐减小，直到Xc=R。
此时的频率为滤波器的特征频率fc。
解出，得：在任何频率下，应用分压公式可得输出电压大小为：因为在＝时，Xc=R，特征频率下的输出电压用分压公式可以表述为：这些计算说明当Xc=R时，输出为输入的70.7%。
按照定义，此时的频率称为特征频率。
1.2电路组成图2-一阶RC电路multisim仿真电路原理图图3-一阶RC实物电路原理图电路参数：C=1.0μF R1=50Ω R2=50Ω R3=20Ω R4=20Ω R5=20Ω1.3一阶无源RC滤波器电路性能测试1.3.1 正弦信号仿真与实测对于一阶无源RC滤波器电路，我们用100Hz、1000Hz、10000Hz三种不同正弦频率信号检测，其仿真与实测电路图如下：图4 f=100Hz 时正弦信号仿真波形图图5 f=100Hz时正弦信号实测波形图表1 f=100Hz时实测结果与仿真数据对比表数据项目输入幅值/V 输出幅值/V 衰减/dB 相位差仿真电路20.000 19.900 -0.0435 0.032π实测电路0.44 0.44 0 0π分析：由图4的仿真波形与图5的实测电路波形和表1中的数据可知，输入频率为100Hz的正弦信号时，该信号能够通过，输入输出波形间有较小相位差和较小衰减。
无源滤波器设计
这样图五所示的网络就转化为图 6 那样。该电路的电压和电流的关系式是很容易求得的。
图6
当 R1＝R2＝1Ω 时， (3)
因为, 对于纯电抗网络, 当频率 jω 时, 只有 B 和 C 是纯虚数, 而 A 和 D 是实数。所以, 就 是一复数。于是又可以把它表示为:
通过这部分内容的学习，希望大家对复变函数在滤波器综合中的应用有所了解。同时也向大家说 明：即使初看起来一件简单事情或一个简单的器件，当你深入地去研究它时，就会有许多意想不到的 问题出现，解决这些问题并把它用数学形式来表示，这就是我们的任务。谁对事物研究得越深，谁能 提出的问题就越多，或者也可以说谁能解决的问题就越多，微波滤波器的实例就能很好的说明这个情 况。我们把整个问题不断地“化整为零”，然后逐个地加以解决，最后再把它们合在一起，也就解决 了大问题。这讲义还没有对各个问题都进行详细分析，由此可知提出问题的重要性。希望大家都来试 试。
第一部分 滤波器设计
§1-1 滤波器的基本概念
图1 图 1 的虚线方框里面是一个由电抗元件 L 和 C 组成的两端口。它的输入端 1-1'与电源相接，其 电动势为 Eg，内 阻为 R1。二端口网络的输出端 2－2' 与负载 R2 相接，当电源的频率为零（直流） 或 较低时，感抗 jωL 很小，负载 R2 两端的电压降 E2 比较大（当然这也就是说负载 R2 可以得到比较大的 功率）。 但是，当电流的频率很高时，一方面感抗 jωL 变得很大，另一方面容抗－j/ωC 却很小，电感 L 上有一个很大的压降，电容 C 又几乎把 R2 短路，所以，纵然电源的电动势 Eg 保持不变，负载 R2 两端 的压降 E2 也接近于零。换句话说，R2 不能从电源取得多少功率。网络会让低频信号顺利通过，到达 R2，但阻拦了高频信号，使 R2 不受它们的作用，那些被网络 A（或其他滤波器）顺利通过的频率构成 一个“通带”，而那些受网络 A 阻拦的频率构成一个“止带”，通带和止带相接频率称为截止频率。 什么机理使网络 A 具有阻止高频功率通过的能力呢？网络 A 是由电抗元件组成的，而电抗元件 是不消耗功率的，所以，高频功率并没有被网络 A 吸收，在图一所示的具体情况中，它有时贮存于 电感 L 的周围，作为磁能；在另一些时间，它又由电感 L 交还给电源。如果 L 和 C 都是无损元件（即
CLC型PWM逆变器端无源滤波器的设计
第19卷第3期电源学报Vol. 19 No. 3 2021 年5 月Journal of Power Supply May 2021D O I：10.13234/j.issn.2095-2805.2021.3.33 中图分类号：TM464 文献标志码：ACLC型PWM逆变器端无源滤波器的设计杨玉岗，孙鹤鸣(辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，葫芦岛125105)摘要：由于PWM逆变器输出电压中含有较多的高频分量，所以逆变器输出端必须加入低通滤波器来减小谐波含量。
借鉴在PWM逆变器与电机之间插入共模变压器来消除逆变器输出端共模电压的方法，通过分析共模变 压器带有漏感时的等效电路，提出了一种新型的CLC型逆变器端无源滤波器。
利用共模变压器产生的漏感代替差 模电感来抑制差模电压dv/dt，同时该滤波器对共模电压也有着很好的抑制作用。
与传统滤波器相比，该滤波器可 通过1个共模变压器同时对共模及差模电压dv/dt起到抑制作用，减少了滤波器的体积规模。
最后，仿真和实验结 果验证了该滤波器的有效性。
关键词：共模电压；差模电压；PWM逆变器；共模变压器Design of CLC-type PWM Inverter Passive FilterYANG Yugang，SUN Heming(Faculty of Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University，Huludao 125105，China)Abstract ：Since the output voltage of a PWM inverter contains more high-frequency components，a low-pass filter must be added to its output terminal to reduce the harmonic content. By referring to the method in which a common-mode (CM) transformer is inserted between the PWM inverter and a motor to eliminate the CM voltage output from the inverter，the equivalent circuit of the CM transformer with leakage inductance is analyzed, and a novel CLC-type inverter passive filter is put forward. The differential-mode voltage (dv/dt) is suppressed by the leakage inductance generated by the CM transformer instead of the differential-mode inductor. Meanwhile, this filter also has a satisfying inhibitory effect on the CM voltage. Compared with the traditional filter, it can suppress both the CM and differential-mode voltage (dv/dt) through one CM transformer, thereby reducing its size. Simulation and experimental results verified the effectiveness of the proposed filter.Keywords： common-mode (CM) voltage; differential-mode voltage; PWM inverter, common-mode (CM) transformer现代工业中，PWM功率变换器已经成为必不 可少的器件，但随着电力电子器件开关频率和输出 功率的不断提高，逆变器输出电压中含有的大量高 频谐波成分所带来的电磁干扰等负面效应也曰趋 严重，这不但缩短了仪器的使用寿命，而且严重威 胁了周边其他电气设备的安全稳定运行。
无源电力滤波装置设计方法
无源电力滤波装置设计方法无源电力滤波装置（Passive Power Filter）是电力电子设备的一种重要附属装置，主要用于对电力负载中的高频噪声进行去除或衰减，以使其输出能够达到预期的电压波形和稳定性。
本文将讨论无源电力滤波装置设计的方法，包括其基本结构、设计流程、参数选择和优化方法，旨在为电力电子工程师提供有关无源电力滤波器的设计和应用方面的参考。
一、无源电力滤波器基本结构无源电力滤波器主要由两种元件组成：电感（Inductor）和电容（Capacitor）。
它们被称为无源元件，因为它们不需要外部电源就可以进行工作。
无源电力滤波器可以分为四类：低通（Low Pass）、高通（High Pass）、带通（Band Pass）和带阻（Band Stop）滤波器。
低通滤波器允许低频信号通过，而高频信号被滤除；高通滤波器允许高频信号通过，而低频信号被滤除；带通滤波器允许一个中心频率左右的信号通过，而高低频信号被滤除；带阻滤波器则是只允许一个中心频率左右的信号被滤除，而高低频信号得以通过。
二、设计流程无源电力滤波器设计流程包括：测量需要过滤的负载特性、计算无源元件参数、制作电感和电容、调整参数进行实验和优化。
设计流程中需要注意以下几点：1. 测量负载特性在进行滤波器设计时，需要测量负载的特性，包括其功率、电流、电压和相角等。
这些参数对于计算滤波器参数至关重要，因此需要进行精确的测量。
2. 计算无源元件参数电感和电容的值取决于负载的电路参数和滤波器的类型。
计算无源元件参数需要考虑到滤波器的频率响应、阻抗匹配和损耗等因素。
具体的计算公式可以参考电工手册或者相关文献。
3. 制作电感和电容电感和电容可以使用现成的元件，也可以根据计算得到的参数进行制作。
对于较大的电感和电容，可以考虑使用线圈和铝箔等材料进行制作。
对于电感的制作，需要注意绕制的方向、线材选用和绝缘性能等问题。
4. 调整参数进行实验和优化进行实验和优化是无源电力滤波器设计过程中最重要的一环。
无源电力滤波装置设计方法
无源电力滤波装置设计方法说明摘要：国家电力部门越来越重视电网谐波造成的电网污染，其使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障。
为此，我公司结合高校资源等研究无源电力滤波装置。
关键词：电网污染电力滤波供电国家电力部门越来越重视电网谐波造成的电网污染，其使电力系统的发供用电设备出现许多异常现象和故障。
为此，我公司结合高校资源等研究无源电力滤波装置。
一、设计目标a) 使得负载注入电网的谐波电流满足国家标准要求；b) 补偿负载所需无功，提高功率因数；二、设计准则a) 谐波性能指标达到国家要求i. 谐波电压要求ii. 谐波电流要求表2 注入公共连接点的谐波电流允许值b) 在满足滤波要求的情况下，装置经济价格最低；c) 保证在正常失谐的情况下滤波器仍能满足各项技术要求；d) 电网阻抗变化会对滤波装置尤其是单调谐滤波器的滤波效果有较大影响，同时电网阻抗与滤波装置有发生并联谐振的可能，设计时应予以考虑。
三、设计方法a) 需测量参数i. 各次谐波电流电压幅值，；ii. 系统短路容量S k；iii. 电压等级U；iv. 系统功率因数；v. 变压器容量S；b) 补偿无功功率计算设目标功率因数为，一般为0.9以上，则需补偿的无功功率Q可由下式算出，得到需要补偿的无功功率后，一般原则是将其平均分配至各滤波支路，以保证各支路基波损耗接近；若需补偿无功功率较大，可以选择在无源滤波支路外并联一条无功补偿支路；c) 无源滤波支路参数计算常用的无源滤波支路接线方式如图3所示，其中单调谐滤波器，二阶高通滤波器以及C型阻尼高通滤波器较常用。
其中单调谐滤波器主要针对谐波电流较大的低次谐波，二阶及C型阻尼高通滤波器主要应用于滤除高次谐波。
本计算程序主要针对上述三种滤波器进行参数计算。
图3 滤波器常用接线方式i. 单调谐支路参数计算方法单调谐支路参数计算主要包括确定C、L、R的大小，额定电流，额定电压等部分。
1．根据系统谐波电流情况确定单调谐支路的谐振频率f；2．根据谐波电流的大小计算所需电容器C的容量，计算公式为其中为电容器容量，为相电压有效值，为该次电流谐波有效值。
无源电力滤波器设计-38页精品文档
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为极值问题求解。从而确定，并进一步求得C、L、R。
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无源电力滤波器设计方法
二阶高通滤波器设计
确定高通滤波器支路的基波无功容量为：Q hc1Q c1Q hc1
其中，Q c 1 为系统需要补偿的总的无功功率； Q hc1 为单调谐支路的无功功率
Q h1 p Q hc1 / 3
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其它分析、计算工作
1）滤波支路等值频偏（总失谐度）的计算
ff1112(LLCCr)
2）滤波支路品质因数q值的计算
qct(gs/2)1coss 2 2sins
其中，δs为滤波器接点看进去的系统等值阻抗角。 3）滤波器性能和二次保护等分析计算 滤波器设计的技术性很强，需有专门的程序。除参数计
实际应用中常用几组单调谐滤波器和一组高通滤波器组成滤波装置。
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无源电力滤波器基础知识
单调谐滤波器
滤波器对n次谐波（n nS ）的阻抗为：
二阶高其通阻滤抗波为器：Z Z nf njn R1 fnS C j( n(R 1 SL jn n 1 1S SC L)) 1
传统设计方法
该设计方法仅对部分指标基于工程经验的近似求解，无法实现优化； 即其LC参数的求取是通过反复计算和比较来实现的，以满足分组的无 功补偿和谐波标准的要求，很难实现全局优化。
最小容量优化设计 多目标优化设计
优化设计方法 自适应进化设计
遗传算法设计 改进的遗传算法设计 、、、、、、
根据具体应用条件和要求，依某一个或两个指标为目标，用非线性规 划或遗传算法等进行优化设计，这些设计方法能实现一定程度的优化。
低通无源滤波器设计-详细之欧阳德创编
低通无源滤波器仿真与分析一、滤波器定义所谓滤波器（filter），是一种用来消除干扰杂讯的器件，对输入或输出的信号中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。
一般可实为一个可实现的线性时不变系统。
二、滤波器的分类常用的滤波器按以下类型进行分类。
1)按所处理的信号：按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
2)按所通过信号的频段按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。
高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。
带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
3)按所采用的元器件按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
无源滤波器：仅由无源元件(R、L 和C)组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。
这类滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：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。
有源滤波器：由无源元件(一般用R 和C)和有源器件(如集成运算放大器）组成。
这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽(由于不使用电感元件）；缺点是：通带范围受有源器件(如集成运算放大器）的带宽限制，需要直流电源供电，可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用。
4) 按照阶数来分通过传递函数的阶数来确定滤波器的分类。
三、网络的频率响应在时域中，设输入为)(t x ，输出为)(t y ，滤波器的脉冲响应函数为)(t h 。