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复合控制型有源电力滤波器的研究

作　者: 张小平
导　师: 李达义
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 谐波补偿并联有源电力滤波器控制模型驱动电路保护电路
分类号: TN713.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

有源电力滤波器工业应用是基于电力电子技术与功率器件的发展,故具有电力电子装置的优点,可弥补无源滤波器的不足。在此背景下,本文对谐波起因、危害以及有源电力滤波器的历史和发展进行了详细的总结。特别,对工业应用中,有源电力滤波器实现的若干技术(谐波检测、电流控制及实现技术)进行了详细阐述。在综合与总结国内外有源电力滤波器方案基础上,提出了复合控制有源电力滤波器的新方案。通过理论分析、仿真实验和实验结果,论证该方案的可行性和优越性。本从以下几个方面来实现和论证该方案:1)复合控制型有源电力滤波器工作原理。检测系统的谐波电流和谐波源两端的基波电压为参考信号,生成受控电压源,将其并联在谐波源和电力系统两端。理论分析表明该有源电力滤波器对谐波相当于串联一个谐波高阻抗和并联一个谐波低阻抗,兼具疏导和隔离谐波的作用;对基波进行动态无功补偿,从而构成一种高性价比的有源电力滤波器。2)有源电力滤波器的模型建立和控制参数选取。为了得到良好的谐波和无功补偿性能,建立有源电力滤波器的数学模型和控制框图。基于传递函数,给出了控制器参数选取的原则,分析了控制参数对系统稳定性和动态响应性能的影响以及如何有效的提高了电流跟踪精度和动态性能。3)功率电路和辅助电路的实现。文中详细分析和推导了电容电压波动的估算方法和满足电流跟踪误差性能交流侧电感的取值范围。对功率器件过流和过压状况进行了分析,说明保护电路必要性,并且对驱动电路中各参数对器件运行性能的影响进行了分析。本文以模拟芯片实现控制信号的处理,设计了有源电力滤波器实验样机,在装置上进行了实验,并给出了典型的实验数据和波形,实验结果进一步验证了复合控制有源电力滤波器控制策略的有效性和理论分析的正确性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 引言  8
  1.2 谐波起因和危害  8-10
  1.3 有源电力滤波器研究状况  10-13
  1.4 有源电力滤波器的设计若干关键技术  13-15
  1.5 本文主要研究内容  15-17
2 复合控制型有源电力滤波器工作原理  17-27
  2.1 谐波和无功功率补偿原理  17-18
  2.2 电网谐波电流抑制  18-19
  2.3 电网的无功功率补偿  19-23
  2.4 基于MATLAB 原理仿真实验  23-26
  2.5 本章小结  26-27
3 逆变器的建模与控制  27-40
  3.1 控制系统模型的建立  27-28
  3.2 模型控制参数设计  28-31
  3.3 谐波补偿性能分析  31-36
  3.4 仿真实验  36-38
  3.5 本章小结  38-40
4 有源电力滤波器功率电路及外围电路的研究  40-52
  4.1 直流电容C 设计  40-41
  4.2 交流电感L 设计  41-44
  4.3 功率模块的选取  44
  4.4 驱动电路  44-48
  4.5 IGBT 故障及保护  48-50
  4.6 IGBT 安装注意事项  50
  4.7 本章小结  50-52
5 并联型有源电力滤波器实验研究  52-56
  5.1 稳态补偿实验  52-53
  5.2 动态补偿实验  53-56
6 结论  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
附录 Ⅰ 攻读学位期间发表的论文  61-62
附录 Ⅱ 并联型有源电力滤波器实验装置  62

复合控制型有源电力滤波器的研究

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