天拓四方为您总结常见滤波器及其特点

滤波器，顾名思义，是对波进行过滤的器件。“波”是一个非常广泛的物理概念，在电子技术领域，“波”被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程，该过程通过各类传感器的作用，被转换为电压或电流的时间函数，称之为各种物理量的时间波形，或者称之为信号。今天天拓四方就为大家讲讲常用的滤波器及其特点。

一、谐波滤波器

由于正弦电压加压于非线性负载，基波电流发生畸变产生谐波。在驱动系统中主要非线性负载有整流器、变频器、逆变器等。减小谐波的主要的手段：

A）增加整流电路的脉波数，比如典型的6脉波整流，通过三绕组或多绕组变压器形成12脉波，24脉波等拓扑结构，从而提高谐波次数，减小谐波影响；

B）通过增加回路阻抗，比如进线电抗器，变压器等减小谐波电流的影响；

C）通过有源前端，比如AFE，一方面提高谐波次数，另一方面通过软件可消除特定谐波；

D）谐波滤波器(LHF)是一种无源滤波器，主要吸收6脉波整流器的5、7次网侧谐波电流。使用网侧谐波滤波器需要在变频器进线侧安装一个相对短路压降Uk＝2%的进线电抗器。

LHF与输入电抗器形成谐振电路以吸收变频器产生的5，7次谐波电流，防止谐波电流注入到公共电网，影响电网质量。其谐振频率设计为Zui大幅值的谐波，即5次谐波，同时吸收部分7，11，13次谐波。

通过LHF，由变频器产生的谐波电流对比：

典型6脉波电路网侧产生的谐波频谱

增加LHF后典型网侧产生的谐波频谱

需要注意的是，网侧感抗（可用系统短路容量RSC来表示）也可能与LHF产生构成谐振电路，从而是LHF吸收网侧的谐波，这样有可能造成LHF过载烧损，所以，需要根据实际的电网情况进行选配LHF。

二、输入侧EMI滤波器

在驱动系统中一般采用的EMI滤波器，通常考虑集总参数、无源滤波器。输入滤波器限制了由变频器产生的150kHz～20MHz的高频传导干扰，确保驱动设备产生的干扰大部分限制在驱动系统内部（干扰源），仅很少一部分噪声传播到电网中去，从而改善整个系统的电磁兼容性。

EMC产品的一类与二类环境的定义

EN 61800-3 根据电驱系统输出电流和安装位置定义了 4 个类别：

逆变器拓扑与功率器件所造成的驱动系统中的高频噪声，及很高的电压变换率dv/dt，将在逆变器输出端产生很大的高频漏电流，这些高频漏电流通过电机电缆和电机绕组的分布电容对地泄露。必须提供一个有效的路径，使漏电流回到噪声源逆变器。若在驱动系统输入侧没有安装EMI滤波器（没有为高频噪声电流提供一个流回逆变器的低阻抗回路），那么所有的噪声电流将通过公共地回路流到变压器的中性点，通过三相电源返回变频器（EMI源）。这样，有高频噪声电流造成的高频噪声电压将会叠加到公共电源接入点pcc，从而影响甚至损坏连接到此公共电源系统的其他设备和变频器本身。在此公共电源接入点的噪声水平将达到C4的水平。

西门子SINAMICS系列变频器提供标配输入滤波器，为高频噪声电流提供了一个低阻抗路径使其返回到噪声源。这样绝大部分的噪声电流通过滤波器在变频器内部流动，而电源中的噪声会很小，公共接入点的噪声电压将降到C3的水平。

除标准配置输入滤波器外，额外增加选配的输入滤波器，那么电源的噪声电流将进一步减小，使公共接入点的噪声电压降低至C2水平。

输入EMI滤波器对网侧PE线上的高频噪声电流的影响