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10KVA有源电力滤波器的研制

作　者: 程诚
导　师: 廖冬初
学　校: 湖北工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 有源电力滤波器瞬时无功功率谐波检测电压空间矢量控制 MATLAB仿真
分类号: TN713.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着电力电子装置快速发展,非线性负载在电网里过多的使用造成的谐波污染也日益严重,供电质量和用户使用的安全性问题日益突出,由此引发的电网谐波污染的治理方案越来越受到关注。有源电力滤波器(Active Power Filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。在实际应用中,对有源电力滤波器的实时性和补偿效果有很高的要求。本文首先介绍了有源电力滤波器的基本工作原理,以及在有源滤波技术中可运用的多种控制策略。根据分类后的选择,以并联型有源电力滤波器作为研制对象。并对本文中所采用的基于瞬时无功理论的三相谐波检测法和空间矢量PWM控制策略做了详细的推导。在电流检测和补偿方案的基础上,对整个有源电力滤波系统进行了软、硬件设计。硬件电路包括：电压电流采样电路、DSP控制板电路和主电路电路参数设计。接下来,在MATLAB环境下对并联型有源电力滤波器的各个部分以及整体进行建模仿真。仿真结果表明,有源电力滤波器能够对谐波电流起到了较好的补偿作用,具有较好的动态补偿特性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
第1章引言  9-14
  1.1 课题研究的背景及意义  9-11
  1.2 课题的发展现状和前景  11-12
  1.3 本文研究的主要内容  12-14
第2章有源电力滤波器的工作原理及分类  14-20
  2.1 有源电力滤波器的工作原理  14-15
  2.2 有源电力滤波器的分类  15-19
  2.3 本章小结  19-20
第3章有源电力滤波器的谐波检测及控制策略  20-34
  3.1 谐波检测方法研究  20-27
    3.1.1 基于FFT的数字分析法  20-21
    3.1.2 三相谐波的快速检测方法  21-27
      3.1.2.1 p-q法  21-25
      3.1.2.2 ip-iq法  25-27
  3.2 有源电力滤波器控制算法的研究  27-33
    3.2.1 常用的开关控制策略  27-30
    3.2.2 本文采用的开关控制策略  30-33
  3.3 本章小结  33-34
第4章基于DSP有源电力滤波器的软硬件设计  34-47
  4.1 硬件设计介绍  34-43
    4.1.1 DSP控制板电路设计  35-36
    4.1.2 电压电流采样电路设计  36-40
      4.1.2.1 电流检测采样电路  36-38
      4.1.2.2 过零检测电路  38-39
      4.1.2.3 锁相倍频电路  39-40
    4.1.3 主电路设计  40-43
      4.1.3.1 主电路容量的计算  40
      4.1.3.2 主电路直流侧电压的计算  40-41
      4.1.3.3 电容量C的计算  41
      4.1.3.4 进线电感L的计算  41-43
  4.2 有源电力滤波器的软件设计  43-46
    4.2.1 DSP软件开发系统介绍  43-44
    4.2.2 主程序设计  44-45
    4.2.3 中断子程序软件设计  45-46
  4.3 本章小结  46-47
第5章仿真与试验分析  47-58
  5.1 有源电力滤波器系统模型的建立  47-54
    5.1.1 非线性负载模块  48-49
    5.1.2 谐波检测模块  49-50
    5.1.3 控制模块  50-53
      5.1.3.1 三角波控制法  50-51
      5.1.3.2 空间矢量控制法  51-53
    5.1.4 主电路模块  53-54
  5.2 仿真结果  54-57
  5.3 本章小结  57-58
第6章总结与展望  58-60
  6.1 全文总结  58
  6.2 研究展望  58-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
附录  64

10KVA有源电力滤波器的研制

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