A diferença entre filtro passivo e filtro de potência ativo
Apr 13, 2026| Filtros passivos, também conhecidos como filtros LC, são dispositivos de filtragem compostos por indutores (L), capacitores (C) e resistores (R), que podem eliminar especificamente ordens únicas ou múltiplas de harmônicos. A estrutura mais comumente usada em engenharia é o ramo ressonante da série LC. Quando este ramal é conectado em paralelo à rede elétrica, apresenta impedância extremamente baixa nas frequências dos harmônicos característicos principais, como 3ª, 5ª e 7ª ordens, fornecendo um canal de desvio para correntes harmônicas para obter desvio harmônico. Filtros de sintonia única-, filtros de sintonia dupla-e filtros passa-alta-pertencem a filtros passivos, cujo modo de funcionamento principal é a supressão harmônica passiva, realizando o controle harmônico apenas com base nas características ressonantes dos componentes passivos LC.
Filtro de energia ativo (APF)é um dispositivo dinâmico de supressão de harmônicos e compensação de potência reativa baseado em tecnologia eletrônica de potência, que pode realizar compensação-em tempo real para harmônicos com amplitudes e frequências variadas, bem como potência reativa flutuante. Sua característica "ativa" se reflete no fato de que o dispositivo precisa ser equipado com uma fonte de alimentação do lado-CC e gerar corrente de compensação por meio de controle ativo, em vez de depender apenas da ressonância passiva LC. O APF pode superar com eficácia as deficiências dos filtros passivos tradicionais, como características de compensação fixa e vulnerabilidade à impedância do sistema, realizando compensação de rastreamento totalmente dinâmica e{4}}em tempo real, e pode completar a supressão de harmônicos e a compensação de potência reativa.
A teoria da potência reativa instantânea de circuitos-trifásicos é a base teórica central para o desenvolvimento do APF. O APF é dividido principalmente em tipo paralelo e tipo série, entre os quais o tipo paralelo é o mais utilizado:
● APF Paralelo: Equivalente a uma fonte de corrente controlada, compensando principalmente harmônicos de corrente, potência reativa e corrente desequilibrada;
● Série APF: Equivalente a uma fonte de tensão controlada, suprimindo principalmente harmônicos de tensão, flutuações de tensão e distúrbios de tensão.
|
Itens de comparação |
Filtro Passivo |
Filtro de energia ativo (APF) |
|
Composição do Componente |
Componentes passivos, como indutores (L), capacitores (C) e resistores (R) |
Conversor de energia, controlador, sensor de corrente/tensão, fonte de alimentação-do lado CC |
|
Princípio de funcionamento |
Utilizando as características de ressonância série do LC, apresenta baixa impedância na frequência harmônica alvo, proporcionando desvio de bypass para correntes harmônicas (tipo passivo) |
Detectando harmônicos através do controlador, o conversor de potência injeta ativamente corrente de compensação reversa para compensar os harmônicos originais (tipo ativo) |
|
Características de compensação |
Compensação de frequência fixa; a compensação escalonada pode ser obtida através da comutação de grupo, mas a compensação dinâmica contínua não é possível |
Compensação-de rastreamento dinâmico de frequência completa, adaptável a mudanças-em tempo real na amplitude e frequência harmônicas |
|
Capacidade de controle harmônico |
Capaz apenas de controlar harmônicos predefinidos de-ordem baixa (3ª, 5ª e 7ª ordens), com efeito fraco em harmônicos de{4}}ordem alta |
Capaz de filtrar harmônicos de ordem-baixa e de ordem{1}}alta simultaneamente e pode lidar com cenários harmônicos complexos e variáveis |
|
Risco de ressonância do sistema |
Propenso a amplificação de ressonância harmônica com impedância do sistema de rede, representando riscos potenciais à segurança |
Basicamente nenhuma ressonância ocorre; apenas uma ligeira interação com a impedância do sistema pode ocorrer em redes elétricas extremamente fracas, com risco extremamente baixo |
|
Capacidade de compensação de energia reativa |
Pode fornecer simultaneamente compensação de potência reativa capacitiva fixa, mas não pode compensar potência reativa indutiva ou potência reativa flutuante |
Capaz de compensar de forma dinâmica e suave a potência reativa capacitiva e indutiva, resolvendo problemas de potência reativa e harmônica |
|
Velocidade de resposta |
Lento (nível de segundo/100 milissegundos), afetado pelos parâmetros do componente |
Extremamente rápido (nível de microssegundos/milissegundos), capaz de rastrear-mudanças harmônicas em tempo real |
|
Custo |
Baixo, com componentes simples e operação e manutenção convenientes |
Relativamente alto; os componentes principais são conversores de energia e controladores, com requisitos de operação e manutenção ligeiramente mais elevados |
|
Cenários Aplicáveis |
Cenários com cargas estáveis e frequências harmônicas fixas (plantas industriais comuns, redes de distribuição de baixa-tensão)
|
Cenários com grandes flutuações de carga e harmônicos complexos (conversores de frequência, fornos elétricos a arco, sistemas de alimentação para equipamentos eletrônicos de precisão) |