1. Przyczyny i skutki pogorszenia jakości energii
Przyczyny:
– urządzenia energoelektroniczne:

– urządzenia trójfazowe dużej i

średniej

mocy

(układy

napędowe,

trakcja

elektryczna),

– odbiorniki jednofazowe małej mocy
(komputery,

pralki,

kuchenki

mikrofalowe, faxy, itd.) wykorzystują
zasilacze, które wprowadzają do sieci
składowe wyższych harmonicznych i
tym samym pogarszają jakość energii
elektrycznej w sieci.

Skutki:
– zwiększenie wartości skutecznej prądu,
– straty mocy czynnej (wywoływane przepływem
nieaktywnej składowej prądu przez system
elektroenergetyczny),
– zmniejszenie wartości skutecznej podstawowej
harmonicznej napięcia (spowodowanej przez
spadek

napięcia

wywoływany

przepływem

podstawowej harmonicznej prądu biernego),
– odkształcenia napięcia zasilania (w wyniku
spadków powodowanych przepływem składowych
wyższych harmonicznych prądu),
– niesymetria.
2. Filtracja aktywna - metoda realizacji
Zasada działania filtru aktywnego
Filtr aktywny ma za zadanie wygenerowanie
składowej nieaktywnej prądu, równej co do
wartości lecz o przeciwnym znaku niż składowa
nieaktywna prądu obciążenia. W efekcie działania
FA prąd źródła powinien być sinusoidalny i
współfazowy z napięciem. (i

Lq

=-i

Fq

)

Realizacja jednofazowego filtru aktywnego
Możliwość generowania prądów nieaktywnych
wynika z tego, że przekształtnik można traktować
jako falownik zasilany napięciem z kondensatora,
śledzący za wzorcem prądu nieaktywnego.
Generowanie prądów nieaktywnych nie powoduje
rozładowania kondensatora, gdyż z prądami tymi
związana jest zerowa moc.
3. Schemat falownika i zasada działania
Zasada działania
Falownik to urządzenie elektryczne zamieniające
prąd stały, którym jest zasilane, na prąd
przemienny

o

regulowanej

częstotliwości

wyjściowej. Falowniki służą głównie do regulacji
prędkości obrotowej silników elektrycznych prądu
przemiennego.
Zasada pracy układu jest następująca: po włączeniu
tyrystora T1 następuje przeładowanie rezonansowe
kondensatora

C

praktycznie

sinusoidalnym

impulsem prądu I0. Po chwilowej zmianie kierunku
prądu tyrystor T1 wyłącza się. Na kondensatorze
napięcie zostaje podtrzymane przez czas T0, a po
włączeniu tyrystora T2 kondensator zostaje
przeładowany do napięcie –Ux. W obciążeniu
pojawia się drugi impuls stanowiący ujemny
półokres prądu przemiennego. Tyrystor T2 wyłącza
się z chwilą zmiany kierunku prądu.
4. Metody poprawy jakości energii
Metoda 1
Konstruowanie odbiorników w ten sposób, aby od
strony źródła były „postrzegane” jak obciążenie
rezystancyjne (zasilacze z sinusoidalnym prądem
źródła).
Metoda 2
Stosowanie urządzeń mających na celu poprawę
jakości energii elektrycznej:
– energetyczne filtry pasywne LC,
– baterie kondensatorów,
– nadążne kompensatory FC TCR,
– maszyny synchroniczne,
– kompensatory STATCOM,
– energetyczne filtry aktywne.
5. Definicja prądu wg Frezego
I=ip+iq, gdzie:
– ip – składowa aktywna (odpowiedzialna za
przekaz energii ze źródła do obciążenia),
– iq – składowa nieaktywna (nie uczestniczy w
przekazie energii ze źródła do obciążenia).