
مقدمه
برای مقابله با هارمونیکها، دو تکنولوژی اصلی وجود دارد: فیلترهای پسیو (Passive) و فیلترهای اکتیو (Active). هر کدام از این فیلترها اصول عملکرد، هزینهها و کاربردهای متفاوتی دارند. انتخاب یکی از این دو بدون شناخت تفاوتهای آنها میتواند منجر به هدر رفت سرمایه یا عدم حل مشکل شود. در این مقاله به مقایسه کامل این دو نوع فیلتر میپردازیم.
فیلتر پسیو یک مدار ساده LC (خازن و سلف) است. این فیلتر بر اساس اصل تشدید (Resonance) کار میکند. مهندس آن را طوری تنظیم میکنند که در فرکانس هارمونیک خاصی (مثلاً ۲۵۰ هرتز برای هارمیک پنجم) امپدانس بسیار کمی داشته باشد. فیلتر پسیو جریان هارمونیکی را جذب میکند و از ادامه مسیر آن در شبکه جلوگیری میکند. این فیلترها ساده، ارزان و بادوام هستند.
فیلتر اکتیو یک دستگاه الکترونیک قدرت پیشرفته است که شامل اینورترها، مبدلها و پردازندههای دیجیتال است. این دستگاه جریان شبکه را آنالیز میکند، هارمونیکها را استخراج کرده و سپس جریانی را تولید میکند که دقیقاً برابر با هارمونیکها اما با فاز مخالف (۱۸۰ درجه) است. این دو جریان همدیگر را خنثی میکنند و جریان خروجی پاک میشود. فیلتر اکتیو مثل یک دستگاه تصفیه آب فعال عمل میکند.
هزینه: فیلتر پسیو به مراتب ارزانتر از فیلتر اکتیو است. اگر هارمونیکهای اصلی و ثابت (مثل هارمیک پنجم و هفتم) مشکل اصلی باشند، فیلتر پسیو انتخاب اقتصادی است. فیلتر اکتیو هزینه اولیه بالایی دارد.
پیچیدگی: فیلتر پسیو نیاز به طراحی دقیق دارد و پس از نصب تنظیمپذیر نیست. اگر بارهای شبکه عوض شوند، فیلتر پسیو ممکن است دیگر کارآمد نباشد. فیلتر اکتیو با هوشمندی خود، هر نوع هارمونیکی را تشخیص داده و خنثی میکند و نیاز به تنظیمات سخت ندارد.
فیلتر پسیو فقط برای فرکانسهای خاصی طراحی شده است (معمولاً ۵ و ۷). اگر هارمونیکهای دیگری (مثل ۱۱ یا ۱۳) ایجاد شوند، فیلتر پسیو نمیتواند آنها را جذب کند. فیلتر اکتیو میتواند طیف وسیعی از هارمونیکها (از ۲ تا ۲۵) را همزمان پوشش دهد و حذف کند. همچنین، فیلتر اکتیو میتواند توان راکتیو (ضریب توان) را نیز اصلاح کند، در حالی که فیلتر پسیو این کار را به صورت ثابت انجام میدهد.
اگر شبکه دارای بارهای ثابت است و هارمونیکهای مشخصی دارد و محدودیت بودجه دارید، فیلتر پسیو مناسب است.
اگر شبکه بارهای الکترونیک متنوع و متغیر دارد (مانند ساختمانهای تجاری هوشمند یا کارخانههای مدرن)، بهتر است از فیلتر اکتیو استفاده کنید. همچنین، اگر فضای محدودی دارید، فیلتر اکتیو حجم کمتری نسبت به چند بانک فیلتر پسیو دارد.
انتخاب میان فیلتر اکتیو و پسیو به هوشمندی و تحلیل شبکه برق شما بستگی دارد. فیلتر پسیو راه حلی ساده و ارزان برای مشکلات مشخص است، در حالی که فیلتر اکتیو یک راه حل جامع و مدرن برای پیچیدهترین مسائل کیفیت توان است.