Le filtre actif de puissance est un nouveau type de dispositif électronique de puissance utilisé pour supprimer dynamiquement les harmoniques et compenser la puissance réactive. Il peut suivre et compenser rapidement les harmoniques de différentes amplitudes et fréquences. Contrairement au filtre de source qui absorbe passivement les harmoniques de fréquence et d'amplitude fixes, le filtre actif de puissance contrôle et modifie activement l'amplitude, la fréquence et la phase du courant en échantillonnant le courant de charge et en séparant les harmoniques et la puissance réactive. Il réagit rapidement pour compenser le courant correspondant dans la charge, assurant ainsi une compensation dynamique. De plus, il compense non seulement les harmoniques, mais aussi la puissance réactive et le déséquilibre.
1. Bases théoriques du filtre de puissance actif
Comparé au filtre passif, lefiltre de puissance actifconception Ce système présente une bonne efficacité de régulation. Il permet de filtrer simultanément de nombreux harmoniques d'ordre élevé sans provoquer de résonance, mais son prix est relativement élevé. En pratique, son facteur de sécurité est très faible. La pratique courante à l'échelle internationale consiste à utiliser un transformateur élévateur pour garantir la fiabilité. Les autorités compétentes exigent également la combinaison d'un transformateur élévateur et de filtres actifs pour maîtriser les harmoniques haute tension.
2. Scénario d'application
La série AMB, par exemplecompteur d'énergie et mesure des circuits de dérivationLe système de surveillance des barres omnibus peut être utilisé non seulement dans les centres de données des opérateurs, d'Internet, de la finance, de l'électricité, de l'éducation, de la recherche scientifique et d'autres industries, mais aussi dans les domaines de la métallurgie, des mines, de l'énergie, de l'industrie chimique, de la fabrication automobile, des grands sites et d'autres domaines.
3. Principe de fonctionnement du filtre actif
Le filtre actif détecte le courant de charge via le transformateur de courant et, grâce à son processeur de signal numérique (DSP) interne, extrait les composantes harmoniques de ce courant. Ces dernières sont ensuite transmises à l'IGBT interne par un signal PWM afin de commander l'onduleur et de générer un courant harmonique adapté à la charge. Les courants harmoniques de même et de sens opposé sont injectés dans le réseau électrique pour assurer le filtrage.
Le circuit de détection du courant de commande a pour fonction principale de séparer le courant de charge des composantes harmoniques et du courant réactif de l'onde fondamentale, puis d'inverser la polarité pour générer le signal de commande du courant de compensation. Le circuit de commande de suivi de courant calcule l'impulsion de déclenchement de chaque dispositif de commutation du circuit principal en fonction du courant de compensation généré par ce dernier. Cette impulsion est appliquée au circuit principal après le circuit de commande. Ainsi, le courant d'alimentation ne contient plus que la composante active de l'onde fondamentale, ce qui permet d'éliminer les harmoniques et de compenser la puissance réactive. Selon le même principe, le filtre de puissance active peut également compenser la composante inverse du courant d'un circuit triphasé asymétrique.
Le circuit principal d'un filtre actif est généralement composé d'un onduleur PWM. Selon les différents éléments de stockage d'énergie côté CC de l'onduleur, on distingue les filtres actifs de tension (avec des condensateurs) et les filtres actifs de courant (avec des inductances). Le filtre actif de tension régule la tension des condensateurs côté CC pendant son fonctionnement afin de maintenir une tension constante et de produire une tension PWM en sortie côté CA. Le filtre actif de courant, quant à lui, régule le courant de l'inductance côté CC pendant son fonctionnement afin de maintenir un courant constant et de produire une tension PWM en sortie côté CA. Les filtres actifs de tension présentent l'avantage de faibles pertes et d'un rendement élevé. En effet, le courant engendre des pertes importantes dans la résistance interne de l'inductance.
Date de publication : 28 avril 2025