Passive Harmonic Filter (Three-Phase)

Фильтр гармонического тока

Библиотека:
Simscape/Электрический/Пассивный

Описание

Блок Passive Harmonic Filter (Three-Phase) подавляет гармонические токи системы и уменьшает искажение напряжения путем обеспечения низкоимпедансных путей для гармоник. На номинальной частоте пассивные шунтирующие фильтры являются емкостными и обеспечивают реактивную степень, которая может улучшить коэффициент электрической степени.

Каждая из четырех моделей для блока соответствует опции для параметра Filter type:

Полосно-пропускающий фильтр, одиночный настроенный

На настроенной частоте возникает LC резонанс и импеданс фильтра достигает своего минимума, который равен значению сопротивления.

Настройка частоты фильтра определяется этим уравнением:

$f_{1} = n f_{0} = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}},$

где _f1 и _f0 - настраиваемая и основная частота, n - гармонический порядок настраиваемой частоты, L - индуктивность и C - емкость.

Коэффициент качества определяется как отношение между индуктивным или емкостным реактивным сопротивлением на настроенной частоте и сопротивлением, как описано этим уравнением:

$Q_{f} = \frac{X_{L N}}{R} = \frac{X_{C N}}{R},$

где:

R - сопротивление.
_XLN - импеданс индуктивности на настроенной частоте $X_{L N} = 2 π f_{1} L .$
_XCN - импеданс конденсатора на настроенной частоте $X_{C N} = \frac{1}{2 π f_{1} C} .$

Более высокие значения коэффициента качества приводят к более резким частотам. Однако это приводит к рассеиванию высокой мощности на основной частоте из-за относительно низкого сопротивления.

Номинальная реактивная степень определяется:

$Q_{r} = \frac{V^{2}}{X_{L 0} - X_{C 0}} = \frac{V^{2}}{\frac{X_{C 0}}{n^{2}} - X_{C 0}} = \frac{V^{2}}{X_{C 0}} \cdot \frac{n^{2}}{n^{2} - 1},$

где _Qr - номинальная реактивная степень для одной фазы, а V - напряжение ветви в корневом среднем квадрате.

Полосно-пропускающий фильтр, с двойной настройкой

Двойная настройка фильтра имеет две настроенные частоты, _f1 и _f2, где $f_{1} = n_{1} f_{0}$ и $f_{2} = n_{2} f_{0} .$

Двойная настройка фильтра содержит последовательную LC и параллельную схему RCL, каждая из которых настраивается на частотах _fs и _fp, близких к средней геометрической частоте _f1 и _f2, которые представлены уравнением:

$f_{m} = \sqrt{f_{1} f_{2}} = \sqrt{f_{s} f_{p}},$

где

$f_{s} = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}$

$f_{p} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{2} C_{2}}} .$

Коэффициент качества этого фильтра определяется как коэффициент качества параллельной R и L элементы на средней геометрической частоте, _fm:

$Q_{f} = \frac{R}{2 π f_{m} L_{2}} .$

Высокочастотный фильтр второго порядка

Фильтр верхних частот второго порядка шунтирует большой процент гармоник на и выше настроенной частоты. Фильтр предназначен для создания плоского импеданса для гармоник высокого порядка.

Настроенная частота описывается этим уравнением:

$f_{1} = n f_{0} = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}} .$

Коэффициент качества является обратным полосно-пропускающего, однонаправленного фильтра:

$Q_{f} = \frac{R}{X_{L N}} = \frac{R}{X_{C N}} .$

Номинальная реактивная степень является такой же, как и у полосно-пропускающего, однонаправленного фильтра:

$Q_{r} = \frac{V^{2}}{X_{L 0} - X_{C 0}} = \frac{V^{2}}{\frac{X_{C 0}}{n^{2}} - X_{C 0}} = \frac{V^{2}}{X_{C 0}} \cdot \frac{n^{2}}{n^{2} - 1} .$

Фильтр высоких частот, C-тип

По сравнению с однонастроенной версией, высокочастотный фильтр C-типа имеет более низкие потери на основной частоте, потому что конденсатор и индуктор параллельны резистору.

Чтобы предотвратить прохождение фундаментальных токов через резистор, резонансная частота _L2 и _C2 настраивается на основную частоту:

$f_{0} = \frac{1}{2 π \sqrt{L_{2} C_{2}}} .$

Коэффициент качества вычисляется с помощью этого уравнения:

$Q_{f} = \frac{R}{2 π f_{0} n L_{2}} .$

Значения компонентов фильтра RCL

	Одиночная настройка	Двойная настройка	Second-Order, High-Pass	C-тип, High-Pass
R	$\frac{1}{2 π f_{0} C Q_{f}}$	$2 π f_{m} L_{2} Q_{f}$	$2 π n f_{0} L Q_{f}$	$Q_{f} (2 π n f_{0} L_{2})$
L	$\frac{1}{C {(2 π n f_{0})}^{2}}$	$\frac{V^{2}}{Q_{r} π f_{0} (n_{1}^{2} + n_{2}^{2} - 2)}$	$\frac{1}{C {(2 π n f_{0})}^{2}}$	Ничего
C	$\frac{Q_{r}}{2 π f_{0} V^{2}} \cdot \frac{n^{2} - 1}{n^{2}}$	$\frac{Q_{r}}{4 π f_{0} V^{2}} (\frac{n_{1}^{2} - 1}{n_{1}^{2}} + \frac{n_{2}^{2} - 1}{n_{2}^{2}})$	$\frac{Q_{r}}{2 π f_{0} V^{2}} \cdot \frac{n^{2} - 1}{n^{2}}$	$\frac{Q_{r}}{2 π f_{0} V^{2}}$
_L2	Ничего	$\begin{matrix} \frac{(1 - \frac{f_{1}^{2}}{f_{s}^{2}}) (1 - \frac{f_{1}^{2}}{f_{p}^{2}})}{C (2 π f_{1})} \\ w h e r e f_{s} = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}, f_{p} = \frac{f_{1} f_{2}}{f_{s}} \end{matrix}$	Ничего	$\frac{1}{C_{2} {(2 π n f_{0})}^{2}}$
_C2	Ничего	$\frac{1}{L_{2} {(2 π f_{p})}^{2}}$	Ничего	$C (n^{2} - 1)$

Порты

Сохранение

расширить все

`~` - Трехфазное напряжение
электрический

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен с напряжением.

Параметры

расширить все

`Rated reactive power` - Реактивная степень
`100e6` `V*A` (по умолчанию)

Реактивная степень при номинальной частоте и напряжении, в V * A.

`Rated voltage (phase-to-phase RMS)` - Напряжение RMS от фазы к фазе
`4160` `V` (по умолчанию)

Номинальное среднее квадратное напряжение от фазы к фазе (RMS), в В.

`Rated frequency` - Номинальная частота
`60` `Hz` (по умолчанию)

Основная частота, в Гц.

`Quality factor` - Коэффициент качества
`10` (по умолчанию)

Индекс резкости настроенной частоты.

`Filter type` - Модель фильтра
`Band-pass filter, single-tuned` (по умолчанию) | `Band-pass filter, double-tuned` | `High-pass filter, second-order` | `High-pass filter, C-type`

Тип гармонического фильтра.

Зависимости

Параметр Tuned frequency становится видимым, если вы выбираете Band-pass filter, single-tuned, High-pass filter, second-order, или High-pass filter, C-type для параметра Filter type.

Если вы выбираете Band-pass filter, double-tuned для параметра Filter type Tuned frequency 1 и Tuned frequency 2 параметры становятся видимыми.

`Filter connection` - Тип соединения
`Wye with floating neutral` (по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta`

Тип соединения

`Tuned frequency` - Настраиваемая частота
`5 * 60` `Hz` (по умолчанию)

Настраиваемая частота для фильтра, в Гц.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Band-pass filter, single-tuned, High-pass filter, second-order, или High-pass filter, C-type для параметра Filter type.

`Tuned frequency 1` - Первая настроенная частота
`7 * 60` `Hz` (по умолчанию)

Первая настроенная частота, в Гц.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Band-pass filter, double-tuned для параметра Filter type.

`Tuned frequency 2` - Вторая настроенная частота
`11 * 60` `Hz` (по умолчанию)

Вторая настроенная частота, в Гц.

Зависимости

Этот параметр видим только, когда вы выбираете Band-pass filter, double-tuned для параметра Filter type.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Введенный в R2019b

Документация

Passive Harmonic Filter (Three-Phase)

Описание

Полосно-пропускающий фильтр, одиночный настроенный

Полосно-пропускающий фильтр, с двойной настройкой

Высокочастотный фильтр второго порядка

Фильтр высоких частот, C-тип

Значения компонентов фильтра RCL

Порты

Сохранение

`~` - Трехфазное напряжение
электрический

Параметры

`Rated reactive power` - Реактивная степень
`100e6` `V*A` (по умолчанию)

`Rated voltage (phase-to-phase RMS)` - Напряжение RMS от фазы к фазе
`4160` `V` (по умолчанию)

`Rated frequency` - Номинальная частота
`60` `Hz` (по умолчанию)

`Quality factor` - Коэффициент качества
`10` (по умолчанию)

`Filter type` - Модель фильтра
`Band-pass filter, single-tuned` (по умолчанию) | `Band-pass filter, double-tuned` | `High-pass filter, second-order` | `High-pass filter, C-type`

Зависимости

`Filter connection` - Тип соединения
`Wye with floating neutral` (по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta`

`Tuned frequency` - Настраиваемая частота
`5 * 60` `Hz` (по умолчанию)

Зависимости

`Tuned frequency 1` - Первая настроенная частота
`7 * 60` `Hz` (по умолчанию)

Зависимости

`Tuned frequency 2` - Вторая настроенная частота
`11 * 60` `Hz` (по умолчанию)

Зависимости

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Simscape Electrical документация

Поддержка

Документация

Passive Harmonic Filter (Three-Phase)

Описание

Полосно-пропускающий фильтр, одиночный настроенный

Полосно-пропускающий фильтр, с двойной настройкой

Высокочастотный фильтр второго порядка

Фильтр высоких частот, C-тип

Значения компонентов фильтра RCL

Порты

Сохранение

~ - Трехфазное напряжение электрический

Параметры

Rated reactive power - Реактивная степень 100e6 V*A (по умолчанию)

Rated voltage (phase-to-phase RMS) - Напряжение RMS от фазы к фазе 4160 V (по умолчанию)

Rated frequency - Номинальная частота 60 Hz (по умолчанию)

Quality factor - Коэффициент качества 10 (по умолчанию)

Filter type - Модель фильтра Band-pass filter, single-tuned (по умолчанию) | Band-pass filter, double-tuned | High-pass filter, second-order | High-pass filter, C-type

Зависимости

Filter connection - Тип соединения Wye with floating neutral (по умолчанию) | Wye with neutral port | Wye with grounded neutral | Delta

Tuned frequency - Настраиваемая частота 5 * 60 Hz (по умолчанию)

Зависимости

Tuned frequency 1 - Первая настроенная частота 7 * 60 Hz (по умолчанию)

Зависимости

Tuned frequency 2 - Вторая настроенная частота 11 * 60 Hz (по умолчанию)

Зависимости

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Simscape Electrical документация

Поддержка

`~` - Трехфазное напряжение
электрический

`Rated reactive power` - Реактивная степень
`100e6` `V*A` (по умолчанию)

`Rated voltage (phase-to-phase RMS)` - Напряжение RMS от фазы к фазе
`4160` `V` (по умолчанию)

`Rated frequency` - Номинальная частота
`60` `Hz` (по умолчанию)

`Quality factor` - Коэффициент качества
`10` (по умолчанию)

`Filter type` - Модель фильтра
`Band-pass filter, single-tuned` (по умолчанию) | `Band-pass filter, double-tuned` | `High-pass filter, second-order` | `High-pass filter, C-type`

`Filter connection` - Тип соединения
`Wye with floating neutral` (по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta`

`Tuned frequency` - Настраиваемая частота
`5 * 60` `Hz` (по умолчанию)

`Tuned frequency 1` - Первая настроенная частота
`7 * 60` `Hz` (по умолчанию)

`Tuned frequency 2` - Вторая настроенная частота
`11 * 60` `Hz` (по умолчанию)

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®