学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

并联型有源电力滤波器的研究

作　者: 赵昕
导　师: 吴爱国
学　校: 天津大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 有源电力滤波器 谐波抑制 开关平均模型 数字信号处理器(DSP)
分类号: TN713.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 253次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


有源电力滤波器是综合治理电网污染最有效的手段之一,能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响,滤波特性好,满足动态补偿的需要,得到了广泛的研究和应用。本文针对工业用户中普遍存在的谐波污染问题,对三相并联型电力有源滤波器进行了重点研究。本文首先对有源电力滤波技术产生的背景、发展现状以及发展趋势作了简要介绍,并重点介绍了有源滤波器的工作原理,对基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法和控制策略进行了详述。进一步,引入开关周期平均算子,分别建立了并联电压型有源电力滤波器在ABC静止坐标系下和pq旋转坐标系下的开关周期平均模型。进而建立有源电力滤波器的仿真模型,并应用Matlab/Simulink对其进行仿真,结合仿真结果及有源电力滤波器的启动特点设计了有源电力滤波启动软启动方案,通过仿真结果可以看出,该方案能够在保证有源电力滤波器系统有效地消除谐波电流的同时,使启动时电压上升平稳,电压电流均无过冲现象。最后,设计并完成了以TI公司数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为中央处理器(CPU)的并联型有源电力滤波装置。搭建了包括信号检测及调理电路,IPM驱动、保护电路等控制电路板和主电路;编写了整套谐波检测及补偿算法的C语言程序,并着重设计了适用于谐波检测的butterworth型IIR数字低通滤波器。并对该并联型有源电力滤波器装置进行小功率实验,实验结果表明,该装置具有良好的实时检测、准确补偿的性能,验证了理论分析的正确性和可行性。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 电力谐波研究背景  8-10
    1.1.1 谐波的定义及相关概念  8-9
    1.1.2 电力谐波的危害  9
    1.1.3 电力谐波的标准  9-10
  1.2 传统无源滤波器及其缺陷  10
  1.3 有源电力滤波器的发展现状及前景  10-13
    1.3.1 有源电力滤波器的提出及其发展现状  10-11
    1.3.2 有源电力滤波器的分类  11-12
    1.3.3 有源电力滤波器的发展前景  12-13
  1.4 本课题研究的主要内容及贡献  13-14
第二章 有源电力滤波器的工作原理及理论基础  14-24
  2.1 并联型有源电力滤波器工作原理  14-15
  2.2 并联型有源谐波检测算法概述  15-16
  2.3 基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法  16-22
    2.3.1 瞬时无功功率理论介绍  17-19
    2.3.2 p-q 检测法原理及其适用性分析  19-21
    2.3.3 ip-iq 检测法原理及其适用性分析  21-22
  2.4 有源电力滤波器的控制策略  22-24
第三章 并联型有源电力滤波器的数学模型及仿真研究  24-47
  3.1 并联型有源电力滤波器数学模型的建立  24-31
    3.1.1 有源电力滤波器的开关周期平均模型  24-28
    3.1.2 pq 坐标系下有源电力滤波器的数学模型  28-31
  3.2 有源电力滤波器仿真模型的建立  31-35
    3.2.1 指令电流运算环节仿真模型  31-34
    3.2.2 PWM 信号发生环节仿真模型  34
    3.2.3 主电路环节仿真模型  34
    3.2.4 有源电力滤波器系统仿真模型  34-35
  3.3 直流侧电压的控制  35-38
    3.3.1 直流侧电压波动所造成的负面影响  36-37
    3.3.2 直流侧电压的PID 控制  37-38
  3.4 系统仿真实验结果及分析  38-43
  3.5 有源电力滤波器的软启动技术  43-47
    3.5.1 有源电力滤波器软启动特点  43
    3.5.2 并联型有源电力滤波器软启动方法及步骤  43-44
    3.5.3 软启动仿真实验结果  44-47
第四章 并联型有源电力滤波器的硬件设计  47-58
  4.1 并联有源电力滤波器的硬件系统结构  47-48
  4.2 主电路设计  48-52
    4.2.1 主电路参数设计  48-49
    4.2.2 开关器件的选择及其外围电路设计  49-52
  4.3 控制电路部分的设计  52-58
    4.3.1 数字信号处理器（DSP）的选择  52-54
    4.3.2 电流信号检测及其调理电路的设计  54-55
    4.3.3 电压信号检测及其调理电路的设计  55-56
    4.3.4 过零电压检测及锁相环分频电路的设计  56-58
第五章 并联型有源电力滤波器的软件系统开发  58-67
  5.1 软件开发系统的开发环境CCS 简介  58-59
  5.2 主程序流程设计  59-62
  5.3 数字低通滤波器的设计及实现  62-67
    5.3.1 数字低通滤波器的类型选择  62-64
    5.3.2 IIR 低通数字滤波器的设计  64-65
    5.3.3 IIR 低通数字滤波器的实际滤波效果  65-67
第六章 实验结果  67-73
  6.1 实验装置的结构及参数  67-69
  6.2 实验波形及结果分析  69-73
第七章 总结与展望  73-75
  7.1 研究工作总结  73-74
  7.2 工作展望  74-75
参考文献  75-80
科研情况说明  80-81
致谢  81

相似论文

  1. 三相交流斩波调压及其谐波消除技术研究,TM423
  2. 有源电力滤波器及其在配电网中的应用,TN713.8
  3. 低损耗有源电力滤波器控制器设计,TN713.8
  4. 三相四线制三电平有源滤波器研究,TN713.8
  5. 复合控制型有源电力滤波器的研究,TN713.8
  6. 低压系统混合有源电力滤波器研究,TN713.8
  7. 兼具直流偏磁与谐波补偿装置的关键问题研究,TM761.1
  8. 燃料电池车用高频逆变系统的谐波分析与抑制,TM464
  9. 并联型三相三线制有源电力滤波器的重复控制研究,TN713.8
  10. 有源电力滤波器的神经网络PI重复控制器,TN713.8
  11. 基于DSP的有源电力滤波器控制的研究与设计,TN713.8
  12. 基于耦合变压器的直流侧有源滤波器数字实现研究,TN713.8
  13. 广义无功补偿装置的关键技术研究,TM761
  14. 铁合金电炉供电品质分析及节能预测控制方法研究,TM714.3
  15. 电压型统一电能调节器（UPQC）的理论研究,TM423
  16. TCR-TSF型滤波补偿装置的研究,TM761
  17. 有源电力滤波器谐波检测实时性研究,TM935.2
  18. 无功补偿和谐波抑制的综合研究,TM714.3
  19. X波段倍频器研究与设计,TN771
  20. 混合型有源电力滤波技术的研究,TN713.8
  21. 基于滑模控制的有源电力滤波器控制策略研究,TN713.8

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 滤波技术、滤波器 > 有源滤波器
© 2012 www.xueweilunwen.com