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基于双闭环控制的有源电力滤波器的研究

作　者: 卢浩
导　师: 亓学广
学　校: 山东科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 并联型有源电力滤波器谐波检测双闭环控制能量PI控制 LMS自适应逆控制
分类号: TN713.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 160次
引　用: 2次
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内容摘要

目前,并联型有源电力滤波器中谐波检测普遍采用的是基于瞬时无功理论的算法,该方法虽然能比较准确的检测出电网中含有的谐波电流,但同时也存在着硬件设计复杂、运算量大,实时性响应速度不快,且在非线性负载变化时出现畸变的现象等问题。针对上述问题,本文从直流侧电容电压控制回路以及有源电力滤波器补偿电流回路的双闭环控制角度出发,分析了省略谐波电流检测模块后的有源电力滤波器电流关系,并通过能量守恒理论论证,在此基础上推出可基于电源电流双闭环控制策略的谐波检测方法,不再需要复杂的硬件设计和检测谐波电流,且保留了双闭环电流控制回路,并具有检测精度高、实时响应速度快及鲁棒性好等特点。最后结合基于LMS自适应逆控制理论建立了新型有源电力滤波器闭环控制的数学模型,设计了一种高性能的有源电力滤波器。本文采用PSIM电力系统仿真软件,以三相三线并联型有源电力滤波器为对象进行仿真,论证了本文提出的双闭环控制策略的正确性和可行性。在此基础上,本文进行了系统的硬件设计和软件设计,并以TI公司的TMS320F2812型DSP芯片作为核心处理器,设计了主控制板。本文重点介绍了APF的核心控制板,采样电流信号调理电路、同步信号及锁相电路、光耦隔离电路及智能功率模块和驱动电路的设计原理;并设计了有源电力滤波器实验装置,在实验室进行了系统部分功能调试。实验结果表明,这种基于双闭环控制的三相有源电力滤波器具有优良的补偿特性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-16
  1.1 有源电力滤波器的发展趋势及其数字化控制  11-14
  1.2 本课题研究背景  14-15
  1.3 本课题所研究的主要内容  15-16
2 有源电力滤波器工作原理和控制策略  16-27
  2.1 有源电力滤波器工作原理  16-18
  2.2 有源电力滤波器的构成分类  18-19
  2.3 有源电力滤波器的控制方式  19-21
  2.4 谐波检测的方法  21-23
  2.5 有源电力滤波器补偿电流的控制策略  23-25
  2.6 有源电力滤波器直流侧电压控制  25-27
3 有源电力滤波器的双闭环控制  27-37
  3.1 传统型APF谐波检测模块的可替代性  27-31
  3.2 APF的新型双闭环控制策略  31-35
  3.3 基于LMS自适应逆控制的APF数学模型建立  35-37
4 有源电力滤波器系统的硬件结构设计  37-63
  4.1 基于TMS320F2812型DSP主控板的硬件设计  37-54
  4.2 IGBT驱动模块和保护电路  54-57
  4.3 功率补偿主电路  57-61
  4.4 APF保护电路设计  61-63
5 有源电力滤波器系统的软件设计  63-75
  5.1 系统主程序  63-68
  5.2 控制中断服务程序  68-73
  5.3 其他控制子程序  73
  5.4 APF软件系统设计注意点  73-75
6 系统仿真与实验结果  75-87
  6.1 系统仿真  75-83
  6.2 实验结果  83-87
7 结论  87-89
  7.1 本文结论  87
  7.2 本文展望  87-89
致谢  89-90
参考文献  90-93
攻读学位期间发表的论文  93

基于双闭环控制的有源电力滤波器的研究

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