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感应加热电源谐波抑制的研究

作　者: 陈致远
导　师: 李志刚
学　校: 河北工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 感应加热电源 DCR APF 瞬时无功功率算法锁相环数字滤波器
分类号: TM924
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

感应加热，是利用电磁感应原理在工件上产生涡流，通过涡流的热效应加热工件的一种加热方法，属于非接触式加热。感应加热电源属于交直交系统，中频电是由工频电经过整流和逆变环节后变换而来的，在这个过程中，会有大量谐波产生，严重的谐波会对电力系统的安全可靠运行和用电设备的正常运行产生严重的影响，因此，感应加热电源谐波的抑制受到人们的重视。本文在分析感应加热电源结构和谐波特点之后，经过对比谐波抑制的两种主要方式——无源滤波器和有源滤波器的优缺点，选择在现有DCR智能加热控制器中植入有源滤波功能。为此，本文对DCR智能加热控制器有源滤波功能的谐波检测硬件和软件系统进行了设计。设计有源滤波功能时，首先需要确定谐波检测算法，在通过理论分析和仿真验证后，本文选择基于瞬时无功功率理论的ip-iq算法作为谐波检测方法，与其它算法相比，ip-iq算法有运算量小、检测精确等优点。在进行硬件系统设计时，重点对其中锁相环的设计进行了说明，锁相环的锁相速度与精度直接影响着整个系统的检测精度。在软件系统中，最重要的是数字滤波器的选择，本文在通过对几种常用数字滤波器进行对比之后，选择巴特沃斯滤波器作为数字滤波器，取得了良好的效果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-13
  §1-1 感应加热技术的发展  8-9
  §1-2 感应加热电源的优点  9
  §1-3 感应加热电源对电力系统的影响  9-10
  §1-4 谐波的概念  10-11
  §1-5 谐波的来源  11
  §1-6 谐波的危害  11-12
  §1-7 主要研究内容  12-13
第二章感应加热电源结构及其谐波  13-24
  §2-1 感应加热的原理  13-14
  §2-2 感应加热电源的结构  14-17
  §2-3 感应加热电源的控制方法  17-20
  §2-4 感应加热电源的谐波  20-24
第三章感应加热电源谐波抑制的主要方法  24-32
  §3-1 无源滤波网络  24-26
  §3-2 有源电力滤波器  26-30
    3-2-1 有源电力滤波器技术  26
    3-2-2 有源电力滤波器的原理  26-27
    3-2-3 有源电力滤波器的分类  27-30
    3-2-4 有源电力滤波器的特点  30
  §3-3 感应加热电源与APF的结合  30-32
第四章谐波电流检测技术  32-40
  §4-1 常用谐波电流检测方法  32-33
    4-1-1 模拟滤波器  32
    4-1-2 基于傅里叶变换的检测方法  32
    4-1-3 基于小波变换的检测方法  32
    4-1-4 基于自适应的检测方法  32-33
    4-1-5 基于瞬时无功功率的检测方法  33
  §4-2 瞬时无功功率理论  33-37
    4-2-1 瞬时无功功率理论  33-35
    4-2-2 p-q算法  35-36
    4-2-3 ip-iq算法  36-37
  §4-3 电路仿真  37-40
    4-3-1 基于p-q算法的谐波检测系统的建模  37-38
    4-3-2 基于ip-iq算法的谐波检测系统的建模  38-40
第五章谐波电流检测系统的设计  40-54
  §5-1 谐波电流检测硬件电路  40-48
    5-1-1 A相电压过零检测电路  41-42
    5-1-2 三相电流采集电路与信号调理电路  42-43
    5-1-3 锁相倍频电路  43-47
    5-1-4 逻辑处理电路  47-48
  §5-2 谐波电流检测软件设计  48-54
    5-2-1 LX3073 工控机与ADT700 数据采集卡  49
    5-2-2 程序流程  49-50
    5-2-3 数字低通滤波器的选择  50-54
第六章结论  54-55
参考文献  55-57
致谢  57

感应加热电源谐波抑制的研究

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