Active power filters: behaviour and performance analysis

Negli ultimi anni i dispositivi di elettronica di potenza si sono diffusi in differenti campi di applicazione e per diversi impieghi. L'ampliamento dei loro campi di applicazione ਠlegato alla conoscenza del comportamento dei dispositivi di elettronica di potenza e delle loro prestazioni. Uno dei campi applicativi di maggiore interesse ਠquello della compensazione dei carichi elettrici, cioਠil filtraggio attivo delle armoniche di corrente assorbite, lo sbilanciamento delle correnti e / o la compensazione della potenza reattiva richiesta. Per la realizzazione della compensazione richiesta, ਠnecessario l'impiego di un opportuno software di controllo dei dispositivi di elettronica di potenza. Questi ultimi hanno caratteristiche elettriche non lineari che portano a complicazioni delle espressioni analitiche del loro modello matematico. Anche se il modello matematico dei filtri attivi ਠdescritto da equazioni non lineari, il ricorso a opportune trasformazioni integrali puಠtalvolta rendere possibile la sua risoluzione analitica in forma chiusa. L'analisi del comportamento dei filtri attivi di potenza ਠstato perciಠcondotto mediante l'impiego di una procedura matematica che fa uso della z-trasformata modificata. La soluzione, valida sia al transitorio che in condizioni di “regime”, ਠespressa attraverso funzioni matematiche elementari. La soluzione analitica presenta particolari vantaggi perchà© non solo consente di comprendere facilmente il comportamento dei filtri attivi e l'influenza dei valori assunti dai parametri caratteristici, ma fornisce anche delle direttive per la progettazione degli elementi passivi del filtro e l'implementazione di opportune tecniche di controllo. Sulla base degli studi teorici fatti sul modello matematico di un filtro attivo di tipo parallelo, ਠstato progettato un algoritmo di controllo che realizzi la compensazione di un assegnato contenuto armonico di corrente e della potenza reattiva richiesta dal carico. L'algoritmo, di validità  generale, puಠessere impiegato anche nel caso di tensioni non simmetriche e correnti squilibrate. L'uscita dell'algoritmo di alimentazione ਠil segnale di riferimento per la modulazione SVM della tensione dell'inverter che consente di ottenere effettivamente la compensazione desiderata. Per verificare la correttezza e l'accuratezza dei risultati teorici, il modello matematico proposto e la procedura di soluzione seguita sono stati valicati infine da prove sperimentali condotte su un filtro attivo di tipo parallelo connesso alla rete di distribuzione.