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6KV煤矿供电网混合有源滤波器的研究

作　者: 李太峰
导　师: 汪玉凤
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 混合有源滤波器 DFT 谐波 MATLAB DSP
分类号: TM727.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文以6KV煤矿供电网的谐波治理为研究对象,以研究谐波治理兼顾无功补偿为出发点,本着经济、高效的技术路线,提出了一种适应高压大容量环境、谐波抑制兼顾无功补偿、投资成本较小的新型混合有源滤波器,着重研究了混合滤波器的结构和原理、并对无源和有源部分进行了设计;为了提高检测速度和降低谐波电流的跟随误差,本文在检测方法中提出了一种基于坐标变换的离散傅里叶变换DFT(Discrete Fourier Transform)滑窗迭代谐波电流检测算法;在控制方法上提出了一种改进的滞环控制方法,并应用MATLAB7.0/Simulink对系统进行整体仿真研究,仿真结果表明该新型混合有源滤波器具有很好滤波性能,并且具有大容量无功补偿能力,能够满足6KV煤矿供电网谐波治理的要求。最后,本文设计了基于DSP的控制系统,对控制系统的硬件和软件做了设计。并通过实验,验证了本文提出的谐波电流检测算法可行。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 谐波问题  11-13
    1.1.1 谐波的概念  11-12
    1.1.2 煤矿谐波的危害及治理的意义  12-13
  1.2 谐波抑制措施  13-14
  1.3 国内外APF 的发展现状  14-15
  1.4 本课题研究背景及主要研究内容  15-17
2 煤矿供电网混合有源滤波器的基本结构和工作原理  17-36
  2.1 无源滤波器  17-20
    2.1.1 无源滤波器的基本原理  17
    2.1.2 无源滤波器的分类  17-20
  2.2 有源滤波器  20-24
    2.2.1 有源滤波器的基本原理  21
    2.2.2 有源滤波器的分类  21-23
    2.2.3 并联型有源滤波器的基本原理  23-24
  2.3 混合型有源滤波器  24-25
    2.3.1 并联型APF 与LC 滤波器串联方式  24-25
    2.3.2 LC 串联谐振注入电路方式  25
  2.4 煤矿供电网混合有源滤波器拓扑结构的研究  25-30
    2.4.1 煤矿供电网混合有源滤波器提出的背景  26-27
    2.4.2 煤矿供电网混合有源滤波器拓扑结构的设计  27-28
    2.4.3 谐波补偿原理  28-30
  2.5 无源部分的设计  30-34
    2.5.1 单调谐无源滤波器的设计  30-32
    2.5.2 基波串联谐振注入支路的设计  32-34
  2.6 有源部分的设计  34-36
    2.6.1 输出滤波器的设计  34-35
    2.6.2 耦合变压器的设计  35
    2.6.3 直流侧电容的设计  35-36
3 基于坐标变换的DFT 滑窗迭代谐波检测方法的研究  36-46
  3.1 谐波电流检测方法的研究现状  36-37
  3.2 DFT 滑窗迭代谐波电流检测算法  37-40
    3.2.1 DFT 算法基础  37-38
    3.2.2 DFT 滑窗迭代算法  38-40
  3.3 基于坐标变换的DFT 滑窗迭代算法  40-42
  3.4 仿真分析  42-46
4 基于改进的滞环控制方法的研究  46-55
  4.1 PWM 控制的基本原理  46-49
    4.1.1 滞环控制方法  47-48
    4.1.2 三角波比较控制法  48
    4.1.3 空间矢量PWM 方法  48-49
  4.2 三角波比较控制方法和滞环控制方法的仿真对比  49-51
  4.3 改进的滞环控制方法  51-53
  4.4 仿真分析  53-55
5 系统仿真实验  55-65
  5.1 系统仿真模型的建立  55-56
  5.2 主要仿真模型介绍  56-58
  5.3 仿真分析  58-65
    5.3.1 稳态滤波情况分析  59-62
    5.3.2 突变情况分析  62
    5.3.3 无功补偿情况分析  62-65
6 基于DSP 控制系统设计  65-80
  6.1 控制系统总体结构  65
  6.2 控制系统硬件设计  65-72
    6.2.1 主控芯片简介  65-66
    6.2.2 采样电路  66
    6.2.3 驱动、保护电路  66-67
    6.2.4 闭环锁相电路  67-69
    6.2.5 D/A 转换电路  69
    6.2.6 外围电路  69-72
  6.3 控制系统软件设计  72-76
    6.3.1 系统软件结构及其功能  72-73
    6.3.2 主程序的编写  73-75
    6.3.3 采样中断服务子程序  75-76
  6.4 实验  76-80
结论  80-81
参考文献  81-83
作者简历  83-84
学位论文数据集  84-85

6KV煤矿供电网混合有源滤波器的研究

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