Passive Harmonic Filter (Three-Phase)

Гармонический текущий фильтр

Библиотека:
Simscape / Электрический / Пассивный элемент

Описание

Блок Passive Harmonic Filter (Three-Phase) подавляет системное искажение напряжения токов и уменьшений гармоники путем обеспечения путей низкого импеданса для гармоник. На расчетной частоте пассивные фильтры шунта являются емкостными и обеспечивают реактивную мощность, которая может улучшить фактор электроэнергии.

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

Полосовой фильтр, один настроенный

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

Фильтр настроился, частота задана этим уравнением:

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

где _f1 и _f0 являются настроенной и основной частотой, n является гармоническим порядком настроенной частоты, L является индуктивностью, и C является емкостью.

Добротность задана как отношение между индуктивным или емкостным реактивным сопротивлением на настроенной частоте и сопротивлением, аналогичным описанному этим уравнением:

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

где:

R является сопротивлением.
_XLN импеданс индуктора 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 добротности приводят к более резким частотам. Однако это производит мощное рассеяние в основной частоте из-за относительного низкого сопротивления.

Расчетной реактивной мощностью дают:

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

где _Qr является расчетной реактивной мощностью для одной фазы, и V является напряжением ветви в среднеквадратичном значении.

Полосовой фильтр, дважды настроенный

Дважды настроенный фильтр имеет две настроенных частоты, _f1 и _f2, где $f_{1} = n_{1} f_{0}$ и $f_{2} = n_{2} f_{0} .$

Дважды настроенный фильтр включает серию LC и параллельную схему RCL, каждый настроенный на частотах _fs и _fp, близко к средней геометрической частоте _f1 и _f2, которые представлены уравнением:

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

где

$f_{s} = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}$

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

Добротность этого фильтра задана как добротность параллельного R и L элементы на средней геометрической частоте, _fm:

$Q_{f} = \frac{R}{2 π f_{m} L_{2}} .$

Фильтр высоких частот, второго порядка

Фильтр высоких частот второго порядка шунтирует большой процент гармоник в и выше настроенной частоты. Фильтр спроектирован, чтобы иметь плоский импеданс для старших гармоник.

Настроенная частота описана этим уравнением:

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

Добротностью является обратная величина полосы пропускания, одно настроенного фильтра:

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

Расчетная реактивная мощность является той же полосой пропускания, одно настроенным фильтром:

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

Фильтр высоких частот, C-тип

По сравнению с одно настроенной версией, C-типом, фильтр высоких частот имеет более низкие потери на основной частоте, потому что конденсатор и индуктор параллельны с резистором.

Чтобы препятствовать тому, чтобы основные токи прошли через резистор, резонансная частота _L2 и _C2 настраивается на основную частоту:

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

Добротность вычисляется с помощью этого уравнения:

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

Значения компонентов фильтра RCL

	Одно настроенный	Дважды настроенный	Второго порядка, Высокая Передача	C-тип, Высокая Передача
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	$\frac{1}{C {(2 π n f_{0})}^{2}}$	$\frac{V^{2}}{Q_{r} π f_{0} (n_{1}^{2} + n_{2}^{2} - 2)}$	$\frac{1}{C {(2 π n f_{0})}^{2}}$	'none'
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	'none'	$\begin{matrix} \frac{(1 - \frac{f_{1}^{2}}{f_{s}^{2}}) (1 - \frac{f_{1}^{2}}{f_{p}^{2}})}{C (2 π f_{1})} \\ w h e r e f_{s} = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}, f_{p} = \frac{f_{1} f_{2}}{f_{s}} \end{matrix}$	'none'	$\frac{1}{C_{2} {(2 π n f_{0})}^{2}}$
_C2	'none'	$\frac{1}{L_{2} {(2 π f_{p})}^{2}}$	'none'	$C (n^{2} - 1)$

Порты

Сохранение

развернуть все

`~` — Трехфазное напряжение
электрический

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен с напряжением.

Параметры

развернуть все

`Rated reactive power` — Реактивная мощность
`100e6` `V*A` (значение по умолчанию)

Реактивная мощность на расчетной частоте и напряжении, в V*A.

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

Расчетное напряжение среднеквадратического корня (RMS) от фазы к фазе, в V.

`Rated frequency` — Расчетная частота
60 `Hz` (значение по умолчанию)

Основная частота, в Гц.

`Quality factor` — Добротность
10 (значение по умолчанию)

Индекс резкости настроенной частоты.

`Filter type` — Модель Filter
`Band-pass filter, single-tuned` (значение 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 параметры Tuned frequency 2 становятся видимыми.

`Filter connection` — Тип подключения
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta`

Тип связи

`Tuned frequency` — Настроенная частота
5 * 60 `Hz` (значение по умолчанию)

Настроенная частота для фильтра, в Гц.

Зависимости

Этот параметр отображается 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` — Сначала настроенная частота
7 * 60 `Hz` (значение по умолчанию)

Сначала настроенная частота, в Гц.

Зависимости

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

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

Вторая настроенная частота, в Гц.

Зависимости

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

Расширенные возможности

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

Введенный в R2019b

Документация

Passive Harmonic Filter (Three-Phase)

Описание

Полосовой фильтр, один настроенный

Полосовой фильтр, дважды настроенный

Фильтр высоких частот, второго порядка

Фильтр высоких частот, C-тип

Значения компонентов фильтра RCL

Порты

Сохранение

`~` — Трехфазное напряжение
электрический

Параметры

`Rated reactive power` — Реактивная мощность
`100e6` `V*A` (значение по умолчанию)

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

`Rated frequency` — Расчетная частота
60 `Hz` (значение по умолчанию)

`Quality factor` — Добротность
10 (значение по умолчанию)

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

Зависимости

`Filter connection` — Тип подключения
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta`

`Tuned frequency` — Настроенная частота
5 * 60 `Hz` (значение по умолчанию)

Зависимости

`Tuned frequency 1` — Сначала настроенная частота
7 * 60 `Hz` (значение по умолчанию)

Зависимости

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

Зависимости

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Electrical

Поддержка

Документация

Passive Harmonic Filter (Three-Phase)

Описание

Полосовой фильтр, один настроенный

Полосовой фильтр, дважды настроенный

Фильтр высоких частот, второго порядка

Фильтр высоких частот, C-тип

Значения компонентов фильтра RCL

Порты

Сохранение

~ — Трехфазное напряжение электрический

Параметры

Rated reactive power — Реактивная мощность 100e6 V*A (значение по умолчанию)

Rated voltage (phase-to-phase RMS) — Напряжение RMS от фазы к фазе4160 V (значение по умолчанию)

Rated frequency — Расчетная частота60 Hz (значение по умолчанию)

Quality factor — Добротность10 (значение по умолчанию)

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

Зависимости

Filter connection — Тип подключения Wye with floating neutral (значение по умолчанию) | Wye with neutral port | Wye with grounded neutral | Delta

Tuned frequency — Настроенная частота5 * 60 Hz (значение по умолчанию)

Зависимости

Tuned frequency 1 — Сначала настроенная частота7 * 60 Hz (значение по умолчанию)

Зависимости

Tuned frequency 2 — Вторая настроенная частота11 * 60 Hz (значение по умолчанию)

Зависимости

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Electrical

Поддержка

`~` — Трехфазное напряжение
электрический

`Rated reactive power` — Реактивная мощность
`100e6` `V*A` (значение по умолчанию)

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

`Rated frequency` — Расчетная частота
60 `Hz` (значение по умолчанию)

`Quality factor` — Добротность
10 (значение по умолчанию)

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

`Filter connection` — Тип подключения
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta`

`Tuned frequency` — Настроенная частота
5 * 60 `Hz` (значение по умолчанию)

`Tuned frequency 1` — Сначала настроенная частота
7 * 60 `Hz` (значение по умолчанию)

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

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