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厲害了,濾波器的運用領域分析!

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厲害了,濾波器的運用領域分析!

發布日期:2018-01-23 作者:歐宇電氣 點擊:

濾波是信号處理的一項基本并且重要的技術,利用這種技術可以從各種信号中提取出所要的信号,濾除不需要的幹擾信号。濾波器種類繁多,各種濾波器具有不同的性能特點,因此在濾波器選擇時,通常需要綜合考慮客戶的實際使用環境以及客戶性能需求才能做出正确、有效、可靠的選擇。

濾波器分為模拟濾波器和數字濾波器,模拟濾波器用來處理模拟信号或連續的信号,數字濾波器用來處理離散的數字信号。

模拟濾波器可廣泛應用于工業、商業和機關團體的配電網中,如:電力系統、電解電鍍企業、水處理設備、石化企業、大型商場及辦公大樓、精密電子企業、機場/港口的供電系統、醫療機構等。

為了滿足大規模數據中心機房的運行需要,通信配電系統中的UPS使用容量在大幅上升。據調查,通信低壓配電系統主要的諧波源設備為UPS、開關電源、變頻空調等。其産生的諧波含量都較高,且這些諧波源設備的位移功率因數極高。通過使用有源濾波器可以提高通信系統及配電系統的穩定性,延長通信設備及電力設備的使用壽命,并且使配電系統更符合諧波環境的設計規範。

大多數半導體行業的3次諧波非常嚴重,主要是由于企業中使用了大量的單相整流設備。3次諧波屬于零序諧波,具備在中性線彙集的特點,導緻中性線壓力過大,甚至出現打火現象,存在着極大的生産安全隐患。諧波還會造成斷路器跳閘,耽誤生産時間。3次諧波在變壓器内形成環流,加速了變壓器的老化。嚴重的諧波污染必然對配電系統中的設備使用效率和壽命造成影響。

由于生産的需要,石化行業中存在着大量泵類負載,并且不少泵類負載都配有變頻器。變頻器的大量應用使石化行業配電系統中的諧波含量大大增加。目前絕大部分變頻器整流環節都是應用6脈沖将交流轉化為直流,因此産生的諧波以5次、7次、11次為主。其主要危害表現為對電力設備的危害及在計量方面的偏差。使用有源濾波器可以很好地解決這方面的問題。

為大幅提高熔化率、提高玻璃的熔化質量,以及延長爐齡、節省能源,在化纖行業常用到電助熔加熱設備,借助電極把電直接送入燃料加熱的玻璃池窯中。這些設備會産生大量的諧波,且三相諧波的頻譜和幅值差别比較大。

鋼鐵業中常用到的中頻爐、軋機、電弧爐等設備都會對電網的電能質量産生重大的影響,使電容補償櫃過載保護動作頻繁、變壓器和供電線路發熱嚴重、熔斷器頻繁熔斷等,甚至引起電壓跌落、閃變。

焊機是汽車制造業中不可少的設備,由于焊機具有随機性、快速性及沖擊性的特點,使大量使用焊機造成嚴重的電能質量問題,造成焊接質量不穩、自動化程度高的機器人由于電壓不穩而不能工作,無功補償系統無法正常使用等情況。

大型直流電機場所都需要先通過整流設備将交流電轉換為直流電,由于此類工程的負載容量都較大,因此在交流側存在嚴重的諧波污染,造成電壓畸變,嚴重時會引起事故。

在自動化生産線和精密設備場合,諧波會影響到其正常使用,使智能控制系統、PLC系統等出現故障。

醫院對供電的連續性和可靠性有非常嚴格的要求,0類場所自動恢複供電時間T≤15S,1類場所自動恢複供電時間0.5S≤T≤15S, 2類場所自動恢複供電時間T≤0.5S,電壓總諧波畸變率THDu≤3%,X光機、CT機、核磁共振都是諧波含量極高的負載。

可控矽調光系統、大型LED設備等都是諧波源,在運行過程中會産生大量的三次諧波,不但造成配電系統的電力設備效率低下,而且還會造成燈光頻閃,對通信、有線電視等微弱電回路産生雜音,甚至産生故障。

在近代電信設備和各類控制系統中,數字濾波器應用也極為廣泛,這裡列舉部分應用最成功的領域。語音處理是最早應用數字濾波器的領域之一,也是最早推動數字信号處理理論發展的領域之一。該領域主要包括5個方面的内容:第一,語音信号分析。即對語音信号的波形特征、統計特性、模型參數等進行分析計算;第二,語音合成。即利用專用數字硬件或在通用計算機上運行軟件來産生語音;第三,語音識别。即用專用硬件或計算機識别人講的話,或者識别說話的人;第四,語音增強。即從噪音或幹擾中提取被掩蓋的語音信号。第五,語音編碼。主要用于語音數據壓縮,目前已經建立了一系列語音編碼的國際标準,大量用于通信和音頻處理。

濾波器的應用領域如此廣泛,以至于想完全列舉他們是根本不可能的,除了以上幾個領域外,還有很多其他的應用領域。上海鋒創實業專業生産的FYL系列濾波器,廣泛運用于醫療設備,開關電源,示波器,工業計算機,測量儀器以及工業電氣,信息技術設備,控制器,軍備,家用電器,化工,建築,數字工業等領域。


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