AFE

AFE（Active Front End）整流/回馈单元的功能

简介

①AFE（Active Front End）整流/回馈单元的功能

主动前端（AFE〕整流单元的工作原理可简述为：AFE整流单元从电网汲取正弦波交流，经整流后输出直流电压，并保持所要求的电压值。各次谐波由滤波电路删除。

技术特点

1. AFE变流器是随着全控式开关器件（例如IGBT）的实用化而发展起来的斩控式可逆变流器。系统的交－直环节与直－交环节的结构完全相同，均采用正弦脉宽调制模式（SPWM）。其控制结构包括直流母线电压的电压调节器；提供变频器系统输入电流瞬时值指令模式信号的功率因数调节器；与电流模式信号成正比的控制输入电流的调节器；以及对变流器交流输入电压进行斩波控制的SPMW控制器。

2. AFE变流器能将直流母线电压保持在恒定的给定值上。它既可以作为整流器工作，也可作用逆变器工作，为电源侧的4象限运行。由于采用了自关断器件IGBT，通过恰当的SPWM模式，可对交流电流的大小和相位进行控制，并通过前端的各滤波、储能环节使交流输入电流接近正弦波。并且功率因数以1为中点而正负可调。在电机侧的制动能量通过逆变器返回而使直流母线电压升高时，可以使交流输入电流的相位与电源电压相位相反，实现再生发电运行，并将再生功率回馈到交流电网去，这时斩控整流器工作在有源逆变状态。

3. AFE整流/逆变器为新一代交－直流环节。它采用自关断器件IGBT作为功率器件，并且采用正弦波的脉宽调制技术。从而避免了可控硅类功率元件的整流/回馈单元，由于电网侧故障而容易发生的逆变颠覆的弊端，使AC－DC环节的可靠性大幅度提高。

4. 由于AFE整流/逆变器前端的电压与电流波形均已滤波成正弦波形，电压与电流正弦波形间的相位差角可以按需要在一定范围内设定，因此功率因数可调。它甚至可以对供电系统进行有源的功率因数补偿。

5. 由于直流母线电压可在一定范围内设定，设定值即为稳压值，故AFE整流器抵抗电源电压偏低的能力很强，特别适合于供电电压长期偏低的情况作用。

6. AFE整流/逆变器前端部分的开关与滤波、储能元件安装要求较高，一般均采用西门子公司供货的总成，其前端集成了正弦波的电压/电流滤波器。但需注意， AFE前端模块的接地结构对IT电网与TT/TN电网而言是不同的，错用会引起问题。

7. AFE为四象限运行的整流/回馈单元，由于采用SPWM方式，与可控硅的整流/回馈单元的工作原理完全不同。它在回馈运行时不必有自耦变压器配合。

应用范围

传输链系统、起重设备、直横剪纸机、太阳能光电应用技术、制糖离心机、榨糖机、机车测试床、风力发电。

1.AFE的作用是将能量反馈到电网，达到节能的目的

2.AFE一般用于具有较大转动惯量的变频调速系统中，既能提高系统的制动性能，又能达到节能的目的。

3.岸边集装箱起重机、轨道式集装箱起重机(RMG) 、龙门起重机、装船机、卸船机、堆取料机等各类港口机械;

4.大吨位桥吊、门吊等各类起重机械。

5.矿井提升机、皮带输送等矿山机械。

6.多电机传动轨机、高炉卷扬等冶金机械。

7.多电机传动造纸及纸箱机械。

8.测功机、机车测试床等对拖类型的生产测试设备。

9.离心铸造机、大型冲床等金属加工机械。

10.对电网质量要求非常高的场合

优点

无谐波污染

保持cosα=1

电流管理功能 (LCM)

无换相失败

即使在电网极不稳定的情况下，电压控制器仍能维持恒定的直流环节电压

可选的 RFI 抗无线干扰滤波器

动态性能

②AFE（Analog Front End）模拟前端

在处理链的最前面，即输入端，进行模拟信号的处理的电路。称为模拟前端。

模拟前端处理的对象是信号源给出的模拟电视、模拟声音信号，其主要功能包括以下几个方面：

信号放大：当接收到的信号过于微弱，满足不了系统载噪比要求时，在前端要采用低噪声放大器进行放大，以提高载噪比。

频率变换：为了实现传输频道的某种配置，有时也为了避开某种干扰，前端需要对某些频道进行变换。例如，早期的有线电视系统基本上在VHF频段内传输信号，对于个别在UHF频段内播出的节目，可使用频道变换器，将其从UHF频段转换到VHF频段。另外，对于距离电视发射塔较近的地区，由于电视信号很强，用户的电视机会直接感应到强信号，该信号与有线电视前端接收下来的同一电视信号都会进入电视机，但两者存在时间差，将在电视机图像上形成不易消除的重影，因此，也需要将该频道信号转换成另一频道信号。

调制、解调：在接收卫星、微波信号时，需先对其进行解调，恢复视、音频信号，然后再将其调制为选定频道的射频信号；自办节目也需要经过调制后才能进入混合器；另外，一些开路信号也采用解调－调制的变换方式来进行处理。

邻频处理：有线电视系统采用邻频传输可以充分利用频谱资源，在有限的频带范围内尽可能多地传输节目，但同时也会造成邻频干扰问题。因此需要在前端采用各种技术措施来进行邻频处理，最大限度地消除邻频干扰。邻频处理主要包括声表面波滤波、锁相环路（PLL）频率合成技术、图像和伴音分通道处理、A/V比可调技术等，用来完成调制、解调、频率变换、混合等功能。

电平调整与控制：用于各频道的电平进行调整和控制，使频道内和频道间的电平波动不超过要求的范围。

混合：混合的目的是将所有处理后的信号复合在一起，以便用一条线路传输。

邻频传输系统的模拟前端构成

卫星接收机将收到的信号以视、音频方式输出到调制器，调制到VHF、UHF或增补频道的某一设定频道，然后送入混合器。自办节目也输入到调制器进行调制。调制器的工作原理与模拟地面广播相同，先将视音频信号调制到中频，经过中频处理后再上变频到射频。地面VHF和UHF信号由天线接收后要经带通滤波器将带外信号滤除干净，然后进入信号处理器将频率变换到设定频道。频率变换的过程是先将信号下变频到中频，进行中频处理之后上变频到所需频率。调频广播信号经过带通滤波后送入FM信号处理器进行相应处理，然后送入混合器。导频信号发生器用于产生导频信号。在使用同轴电缆传输的传统有线电视系统中，信号的衰减量和幅频特性的斜率会随着温度的变化而变化。为了保持输出信号电平稳定，必须在干线放大器中进行自动增益控制（AGC）和自动斜率控制（ASC），以补偿温度变化的影响。为了给AGC和ASC电路提供参考信号，在有线电视前端专门产生一到二个固定频率的载波信号，此载波信号就是所谓的导频信号。导频信号同电视信号一起进入到干线传输系统，通过干线放大器放大，然后在放大器输出端被提取出来，经处理后对放大器增益特性和均衡特性进行自动控制，从而保证输出电平稳定。

模拟前端 AFE包括所有和线圈相连的电路，提供卡片所需的电能，并且处理与读卡器之间的双向数据

③AFE 中行交易码之一，借记卡年费。

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