有源濾波器是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償，其應用可克服LC濾波器等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點。

有源濾波器的基本原理如圖1-1所示：檢測補償對象的電壓和電流，經指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號，該信號經補償電流發生電路放大，得出補償電流，補償電流與負載電流中要補償的諧波及無功等電流抵消，最終得到期望的電源電流。

圖2-1為有源濾波器的系統框圖。圖中，es表示交流電源，負載為諧波源，它產生諧波并消耗無功。有源濾波器系統由兩大部分組成，即指令電流運算電路和補償電流發生電路。其中指令電流運算電路的核心是檢測出補償對象電流中的諧波和無功等電流分量。補償電流發生電路的作用是根據指令電流運算電路得出的補償電流的指令信號，產生實際的補償電流，它由電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路三個部分構成。主電路目前均采用PWM變流器。

圖2-2為三相四線制有源濾波器的系統原理圖。圖中e a 、e b 、e c 為交流電源，諧波電流源為非線性負載，L sa 、L sb 、L sc ?、L sn分別代表四相的電網阻抗。而有源濾波器主要由以下幾部分組成，指令運算電路，電流跟蹤控制電路，驅動電路以及主電路。其中指令運算電路的主要任務是按照要求檢測出負載電流中的諧波、無功以及負序分量。電流跟蹤控制電路，驅動電路以及主電路合在一起可以稱為補償電流發生電路，它的主要作用是根據指令運算電路得出的補償指令，產生實際的補償電流。主電路主要由IGBT 構成的電壓型PWM變流器，以及與其相連的電感和直流側電容組成。

有源濾波器不僅可濾除諧波電流，還可補償系統無功。

有源濾波器補償負載諧波電流成分的等效電路圖如下圖所示。圖3-1中下標f 和h分別表示基波成分與諧波成分。

有源濾波器補償負載無功電流時的等效電路圖如圖3-2所示。圖中下標p 和q分別表示有功分量與無功分量。

下面這組數據是有源濾波器工作于幾種狀態下對于同一狀況下的負載進行補償的效果。

補償前由于負載電流中含有大量的2~50次諧波成份，致使電網側的電流波形嚴重畸變，如同圖3-4所示。補償后電網側的電流中所含有的諧波成份明顯減少。

圖3-5為有源濾波器工作時控制板輸出的補償指令和變流器的輸出電流波形，可以看出變流器的輸出電流很好的跟蹤了補償指令。

圖3-6為有源濾波器僅對負載電流中的5次諧波成分進行補償的電流指令和變流器輸出電流波形，可以看出此時濾波器端口電流中僅含有5次成份和少量的用于調整直流側電壓的基波成份。其它各次諧波電流的補償類似！

圖3-8為有源濾波器對諧波和負序進行補償后電網側的電流波形。

4) 對諧波和負序及無功的補償實驗

圖3-9為有源濾波器對負載電流中的諧波、負序及無功全部進行補償

圖3-9?諧波和負序及無功補償后電網電流

當諧波負載容量超出有源濾波器補償能力時，有源濾波器按最大能力輸出（即限流輸出），不會出現因為負載容量過大而引起濾波器線路燒毀的情況。

電源系統主要是給控制系統供電，它由進線變壓器、交流濾波器、開關電源、負載電流轉接板組成。

電源系統的變壓器有兩路輸出，其分別給冷卻系統（220V）、控制回路和繼電回路供電（40V）；

變壓器為400V/220V及400V/40V，用來把電網電壓降壓使用，防止電源系統在高壓環境下不能正常使用，它的另外一個作用就是隔離電源系統與電網；

交流濾波器主要是濾除進線電壓的諧波成分，使得供電電源更好的工作，并且能夠改善電源部分的EMI；

繼電控制是控制系統與繼電回路的聯系，它用來傳遞啟動、故障等信號。

信號從DSP控制板輸入到LCM控制板，由控制系統進行處理后由液晶屏顯示出來，它的另外一個任務是與濾波器控制系統進行通訊，實現某些參數的設置。