用电路原理解释其滤波功能如下图1和图2所示。

图1 并联无源滤波器ppf 图2 并联有源滤波器
电流分布图 电流分布图

图1中: s—电源系统;
l—负载（全部谐波源负载）;
ppf—lc型滤波器（无源）;
paf—有源滤波器;
efa—有源滤波器产生的某h次谐波;
电势，数量上和ih·xfa相等，但方向相反;
ih—由全部负载l产生的某h次谐波合成电流;
xfp和xfa—无源和有源滤波器支路的
第h次谐波电抗;
ihs—流向电源系统的某h次谐波电流;
ihp和iha—流向无源和有源滤波器的电流;
uh—分支点的某h次谐波电压。
（1） 无源滤波器电路:对系统s产生的谐波电压
uh= ihs·xs=ihp·xfp
由于xfp＜＜xs，因此ihs＜＜ihp ih= ihs＋ihp，这样大部分谐波电流都流向滤波器，而其谐波 阻抗xfp很小，因此uh=ihp·xfp就可以限制到标准值以下。
（2） 有源滤波器电路:在其中可产生1个反电势其大小和iha·xfa相等（或极接近）但方向相反，因此uh= iha·xfa-efa=0。也就是说分支点的谐波电压uh=0，谐波电流全部流向有源滤波器，理论上流向系统中的谐波电流可为0，实际上不可能，据介绍，某工程滤波前后的谐波电流为:3次为28/2a,5次为358/3.,7次为86/3.6a。
2 滤波器的结构原理及特点
（1） 无源滤波器
以5次谐波的单调谐波滤波器为例，它由电感电容串联后并联在电网上，其结线如图3。

图3 lc滤波器结线图

若忽略电阻，其5次谐波阻抗zui小时，滤波效果，理论上可使xhc=xhl即总谐波阻抗为0，此时5ωl=1/5ωc，ω为基波角频，l、c为电感电容值。经换算ωl= 1/25×1/ωc=4%×1/ωc，即xl=4%xc为可靠起见，往往取值比4%要大。
因此它有下列特点:
谐波为容抗，可用来补偿无功，但事先要加以考虑，否则过补偿会使母线电压升高;
有3次谐波，仍为容抗，3次谐波将通过此滤波器，因此必须并联装设3次谐波滤波器;
对5次谐波为低阻抗，略有感性，5次谐波电流可大部分通过;
对7次及更高次谐波为大电抗,无滤波作用;
电容，仍然有可能和系统的电抗对某次谐波构成振荡回路而放大电流;
滤波器一旦制成，性能参数难以变动，因此当电网谐波阻抗降低时，滤波效果将随之降低，当电网参数不变而谐波电流增加时，可能使滤波器过载。另一方面即使电网参数和谐波电流都不变，但由于温度变化，滤波器部件老化和其它因素都会影响滤波器性能而降低效率。此外滤波器的电抗电容值通常也会有容差即偏离其标准值±10%而增加了失谐度，也会降低滤波效率;
当电网短路容量大（即电源阻抗小）时，则要求滤波器阻抗还要更小，即要求滤波器是调谐（锐调谐），但由于部件性能的容差和变动（如6条所述）使滤波器的设计有很大的困难;
周波变流器输入侧谐波频率成份复杂而且与输出频率有关。无源滤波器对此不能适应;
无源滤波器的zui大特点是结构简单、结实、造价相对较低。
（2） 有源滤波器
有源滤波器的核心部分为逆变器，文献[5]有原理介绍，它产生和系统中各次谐波大小相等，相位相反的谐波电流注入到电网中，从而净化电网谐波。按电学电路原理，本文前面第2节和图2的解释能清楚地说明概念，因此关键是按谐波电压的相位产生一个和ih·xfa压降数值相等而方向相反的电势efa,理想状态下有谐波电流通过滤波器而没有电压降。因此利用电力电子装置，闭环控制efa的大小，就能快速调节通过的谐波电流大小。
由于有源滤波器利用数字闭环控制和电力电子装置，则滤波控制功能可以很完善，如可以选择滤去的谐波次数，zui多可同时滤去20个谐波，可以选择滤波程度的目标值（值或按比例），可以选择有无无功补偿功能等等。
因此它的特点主要如下:
由于控制目标值稳定，且不受电网谐波阻抗变化的影响。也不会引发谐振;
应可以具备限幅功能，避免滤波器过载损坏;
和lc型滤波器相比，价格是高的。

 滤波器的应用
1 无源滤波器
当前在工业与建筑电气系统中，绝大部分都是用的并联无源滤波器ppf这一种，串联无源滤波器spf只用在中性线上作过滤三次谐波用，在后面再详细讨论。
ppf用在谐波电流和无功负荷比较稳定的场合是合适的，注意点在前面中已有讨论，现在已有人在尝试将它用于负荷波动例如矿井提升机的变频调速装置近旁，措施是将例如5次谐波滤波器分成几组并联，根据5次谐波电流的大小来增减并联的组数，这同时也改变了无功补偿的能力，但是要注意带来的问题及解决办法。
2 有源滤波器
（1） 并联有源滤波器paf[6]［7］
有谐波源同时要求电源非常干净即为正弦波的场合，就不得不采用paf。对谐波电流频繁变化而采用ppf又不能取得满意效果的场合，也只能采用paf，防碍广泛应用paf的*因素是它的价格。在技术性能上它是优异的。
（2） 串联有源滤波器saf[6]［7］
对付电压型谐波的*技术措施就是采用saf，它可以省去变频器前面的线路电抗器，但由于它串联在电路中间，要通过全部线路电流，而且一旦出现故障就会中断供电。目前，国内尚无商品（包括进口品在内）面市。