基于MATLAB的有源三相滤波器的毕业设计.doc

基于MATLAB的有源三相滤波器的设计 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目： 基于MATLAB的有源三相滤波器的设计 设计(论文)的基本内容： （1）2）进行有源三相滤波器的设计，并用MATLAB进行仿真； （3）撰写毕业论文。 毕业设计（论文）专题部分： 题目：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 设计或论文专题的基本内容： 学生接受毕业设计（论文）题目日期 　　　　　　　　　　　　　第　　周 指导教师签字： 年　　月　　日  基于MATLAB的三相滤波器的设计 摘要 电能作为现代社会的重要能源之一，广泛应用于工农业生产、人民生活、国防科技等各个领域。随着电力电子技术的发展，大量的非线性负载和各种整流设备被广泛的应用于各行各业，使电网谐波含量大大增加，电能质量下降。所以，抑制谐波污染、改善供电质量成为迫切需要解决的问题。 目前，随着电力电子技术的飞速发展，采用有源电力滤波器动态抑制谐波成为重要的发展方向，它能克服传统LC滤波器的缺陷。有源电力滤波器是一种新型谐波、无功补偿装置，和传统的LC滤波器相比，有源电力滤波器可以对谐波、无功以及负序电流实现实时、准确的补偿。因此，有源电力滤波器有广阔的应用前景，进行有源电力滤波器的研究和开发工作具有非常重要的意义。 本文以并联电压型有源电力滤波器作为研究对象，系统地分析了并联电压型有源电力滤波器的工作原理、补偿特性等问题。深入研究了基于瞬时无功功率理论的法、基于瞬时无功功率理论下的改进型谐波电流检测的法，对并联型有源电力滤波器的三角波载波控制、电流滞环跟踪控制等电流控制策略进行了研究，并对传统的电流滞环跟踪控制进行了改进，同时引入直流侧电压反馈控制环节，以保证有源电力滤波器具有良好的补偿跟随特性，通过理论分析比较了各自的特点。 本文还利用MATLAB/SIMULINK进行有源三相滤波器的仿真，仿真结果表明，有源电力滤波器能够对谐波电流起到了较好的补偿作用，具有较好的动态补偿特性。 关键词： 有源三相滤波器、谐波电流、瞬时无功功率理论、MATLAB  目录 毕业设计（论文）任务书 I 摘要 II MATLAB-based three-phase filter design III Abstract III 目录 IV 第1章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.1.1 谐波的产生原因及危害 1 1.1.2 谐波抑制的基本方法 3 1.2 有源电力滤波器研究的意义 3 1.2.1 无源滤波器的缺陷 3 1.2.2 有源电力滤波器的优势 3 1.3 有源电力滤波器的研究现状及发展趋势 4 1.3.1 有源电力滤波器的发展历史 4 1.3.2 有源电力滤波器研究现状 4 1.3.3 有源电力滤波器的发展趋势 5 第2章 有源电力滤波器的原理 6 2.1 有源滤波器的工作原理 6 2.2 有源滤波器的类型 7 2.2.1 按使用的变流器类型分类 7 2.2.2 按拓扑结构分类 8 2.3 本章小结 10 第3章 谐波的检测理论 11 3.1 基于FFT的数字分析法 11 3.2 基于瞬时无功理论的快速检测方法 12 3.2.1 检测法 14 3.2.2 检测法 15 3.3 本章小结 17 第4章 有源滤波器的控制策略 18 4.1 三角载波线性控制法 19 4.2 滞环控制法 20 4.3 有源滤波器直流侧电压的控制原理 22 4.4 本章小结 24 第5章 MATLAB仿真软件 25 5.1 MATLAB简介 25 5.2 SIMULINK简介 27 5.3 SimPowerSystems库简介 28 5.4 本章小结 29 第6章 有源三相滤波器的仿真 30 6.1 谐波和无功电流检测模块的建立 30 6.1.1 检测模块分析 30 6.1.2 数字低通滤波器的选择 33 6.2 补偿电路发生器模块模型的建立 34 6.3 系统仿真结果 37 第7章 总结 41 7.1 本文工作总结 41 7.2 进一步展望 41 参考文献 43 致谢 45 绪论 由于半导体工艺的不断提高和各种新型器件的出现，电力电子装置的应用也越来越广泛，它们的存在使电能得到了有效的利用，但其自身所具有的非线性也使得电网的电流和电压发生畸变，给电网中其他设备的运行带来不利的影响。因此，抑制电网中的谐波、提高装置的功率因数成为电力电子和电力系统等研究领域所面临的一个重大课题。 课题背景 60年代由于高电压直流输电技术的发展，针对换流器产生谐波问题发表了大量的研究文章。70年代以来，随着电力电子技术的发展，以及各种电力电子装置在电力系统中的大量使用，使得谐波造成的危害也日益严重。特别是近20年来随着功率电子器件、微电子技术的飞速发展和高频开关