学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

三相交流斩波调压及其谐波消除技术研究

作　者: 吴宝刚
导　师: 刘金琪
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 斩波调压 IGBT 有源电力滤波器 谐波消除
分类号: TM423
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 163次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


三相交流斩波调压器使用全控型开关器件IGBT,将PWM技术应用到交流调压领域,以其动态响应速度快、线性调压范围宽、功率因数高等优点,将逐步取代晶闸管相控交流调压,在中、小功率领域得到广泛应用。本文将其应用在轻载时的异步电机上,通过调节电机的端电压使电机输出转矩与负载相匹配,从而提高效率,达到节能的目的。但是斩波调压系统会产生谐波,引起附加损耗和电机发热、造成电网电压畸变等危害。采用现代电力电子技术、数字信号处理技术和先进控制理论的有源电力滤波器可以动态补偿系统产生的谐波,改善调压电路输出的波形。设计了斩波调压节能系统的硬件电路。包括由IGBT模块和电力二极管组成的主电路;以TMS320LF2407 DSP芯片为核心的控制电路;采用EXB840芯片,并在推荐的外围电路上经过适当修改后的驱动电路。利用SIMULINK对主电路进行了仿真,验证了斩波调压系统给轻载电机供电的可行性。研究了基于瞬时无功功率理论的谐波检测原理,并提出以平均值模型代替低通滤波器的改进ip-iq算法。提出了基于相关原理和频谱搬移原理的谐波检测新算法,仿真对比得出:改进ip-iq和频谱搬移原理的谐波检测算法在动态响应、检测精度等方面具有很好效果。系统全面地介绍了并联型有源滤波器的原理结构及其仿真模型的建立,采用基于频谱搬移原理实现斩波调压系统的谐波检测,利用滞环控制策略实现补偿电流的跟踪控制,提出了限流控制和建立直流侧电压的控制方法。从整个系统的仿真结果看,设计的并联型有源滤波器可以很好的补偿斩波调压器输出的谐波成分,直流侧电压能够顺利建立,整个系统具有较好的稳定性。另外还仿真验证了其补偿的灵活性,可在补偿谐波的同时消除电机负载产生的无功。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-22
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外在该方向的研究现状及分析  10-20
    1.2.1 交流调压技术研究现状  10-13
    1.2.2 谐波的定义及来源  13-15
    1.2.3 谐波的危害和影响  15-18
    1.2.4 谐波抑制方法研究现状  18-20
  1.3 本论文的主要工作和安排  20-22
第2章 IGBT斩波调压系统设计与仿真分析  22-36
  2.1 斩波调压原理与系统设计  22-28
    2.1.1 交流斩波调压原理及其谐波分析  22-23
    2.1.2 主电路设计与器件选型  23-24
    2.1.3 驱动电路原理与设计  24-25
    2.1.4 缓冲电路原理与设计  25-28
  2.2 斩波调压系统仿真分析  28-35
    2.2.1 Simulink仿真软件简介  28-29
    2.2.2 斩波调压主电路仿真  29-32
    2.2.3 轻载电机运行仿真  32-35
  2.3 本章小结  35-36
第3章 谐波检测方法研究  36-53
  3.1 谐波检测方法及其实现技术概述  36-39
    3.1.1 谐波检测理论的研究现状  36-38
    3.1.2 谐波检测实现技术现状  38-39
    3.1.3 谐波检测研究的发展趋势  39
  3.2 基于相关原理的谐波电流检测  39-42
    3.2.1 相关谐波检测原理  39-41
    3.2.2 仿真验证和分析  41-42
  3.3 基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q谐波电流检测及其改进  42-47
    3.3.1 i_p-i_q谐波检测算法  42-44
    3.3.2 改进i_p-i_q谐波检测算法  44-45
    3.3.3 仿真对比与结果分析  45-47
  3.4 基于频谱搬移原理的谐波电流检测  47-52
    3.4.1 频谱搬移基本原理  47
    3.4.2 谐波检测原理推导  47-50
    3.4.3 仿真验证与结果分析  50-52
  3.5 本章小结  52-53
第4章 斩波调压谐波消除原理与参数设计  53-67
  4.1 有源电力滤波器结构与分类  53-55
  4.2 并联APF工作原理及发展  55-57
    4.2.1 并联APF工作原理  55-56
    4.2.2 APF的应用及发展趋势  56-57
  4.3 系统总体设计与控制原理  57-61
    4.3.1 系统总体设计  57
    4.3.2 带限流环节的电流跟踪PWM控制  57-59
    4.3.3 直流电压获取与稳压控制  59-61
  4.4 系统参数设计  61-66
    4.4.1 APF主电路结构和容量的计算  61-62
    4.4.2 功率开关器件的选取  62-63
    4.4.3 直流侧电压的计算和电容的选取  63-64
    4.4.4 APF输出电感值的选取  64
    4.4.5 系统输出LC滤波器的设计  64-66
  4.5 本章小结  66-67
第5章 系统仿真结果及分析  67-73
  5.1 基于频谱搬移检测法的谐波消除仿真  67-70
  5.2 基于改进i_p-i_q检测法的谐波和无功消除仿真  70-72
  5.3 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-78
附录1 相关原理的谐波检测Matlab.m程序  78-79
附录2 斩波调压实验装置  79-80
攻读学位期间发表的学术论文  80-82
致谢  82

相似论文

  1. 有源电力滤波器及其在配电网中的应用,TN713.8
  2. 低损耗有源电力滤波器控制器设计,TN713.8
  3. 三相四线制三电平有源滤波器研究,TN713.8
  4. 复合控制型有源电力滤波器的研究,TN713.8
  5. 逆阻型IGBT的三相T型逆变控制系统分析与设计,TM464
  6. 单相Boost功率因数校正电路拓扑及控制算法的研究,TM461
  7. 低压系统混合有源电力滤波器研究,TN713.8
  8. 单极固态断路器的研制,TM561
  9. 兼具直流偏磁与谐波补偿装置的关键问题研究,TM761.1
  10. 10kW单相光伏并网逆变系统及控制技术研究,TM615
  11. 燃料电池车用高频逆变系统的谐波分析与抑制,TM464
  12. 并联型三相三线制有源电力滤波器的重复控制研究,TN713.8
  13. IGBT横向结构参数对特性影响的研究,TN322.8
  14. 功率模块热传导的研究,TN386
  15. 基于DSP的IGBT感应加热电源的研究,TM924.5
  16. 有源电力滤波器的神经网络PI重复控制器,TN713.8
  17. ESP三相中频直流高压电源的主回路设计,TM464
  18. 基于DSP的有源电力滤波器控制的研究与设计,TN713.8
  19. 基于耦合变压器的直流侧有源滤波器数字实现研究,TN713.8
  20. 新型大功率超声波发生器设计,TB559

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变压器：按作用性能分 > 调压器、可调变压器
© 2012 www.xueweilunwen.com