田川 邓守丽

摘要：文中以单调谐滤波器、二阶高通滤波器、C型高通滤波器这三种运用范围较广的典型滤波器为例进行研究，总结了这三种滤波器应采用的设计模型、计算公式，并对滤波器的阻抗特性进行编程计算。在实际运用中，采用某个以中频加热炉为主要谐波源的锻造厂为例，基于其厂内的大量实测数据，对其加设滤波器组，并运用Matlab中Simulink仿真平台进行仿真，验证滤波器对于整厂电能质量的提高效果。

关键词：谐波抑制；无功补偿；LC无源滤波器；Matlab仿真

引言

随着电力电子技术的迅速发展，特别是在冶金、矿山、电气化铁道、电力输送等工业系统中大量采用可控硅技术及其硅整流设备和换流逆变设备，这些非线性负荷在系统中产生大量谐波，从而恶化了电能质量并导致经济损失。现在虽然提出了有源滤波等新兴的技术来抑制谐波，但由于其容量较小，成本较高，因此实际工程应用中大多数仍然采用技术较为成熟的无源滤波器，相对来说价格便宜，容易实现。常用的无源滤波器有单调谐、二阶高通、C型高通三种，下面介绍其设计原理。

一、LC无源滤波器介绍

1.1 滤波器滤波原理

电气元件主要有三类：电容、电感和电阻。其中电阻的阻值R与系统频率无关，而电感和电容的感抗和容抗都和系统频率相关，电感的感抗，所以频率越高，感抗值越大。电容元件和电感则相反，因为，所以频率越高，容抗越小。因为感抗和容抗均和频率有关，当达到某一系统频率的时候，有可能会使得感抗和容抗相等，感抗为负值，而容抗为正值，二者相加和为零，这种现象称为谐振，在谐振状态下电路是呈电阻性的。……