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三相有源电力滤波器控制系统的研制 * 本科毕业论文答辩 2015年06月 三相有源电力滤波器控制系统的研制 Development of Control System of Three-phase Active Power Filter 导师： 班级： 姓名： 3 4 致 谢 框架 总结 设计内容 选题背景 一、选题背景 选题背景 随着大量电力电子装置的应用，由此引起的电力系统谐波污染也越来越严重 1） 降低电能的生产，传输和利用效率 2） 引起电气设备过热，缩短使用寿命，甚至发生故障或烧毁 3） 使电力系统局部谐振，造成电容等设备的烧毁 选题背景 随着电力电子技术的发展，目前采用电力电子装置进行谐波抑制已成为谐波治理中一个很重要的趋势，其中，有源电力滤波器（Active Power Filter,APF）被公认为是治理电网谐波，提高电能质量最为有效的手段。 选题背景 二、设计内容 控制方案的确定 谐波检测方法的选择 并联型APF工作原理的分析 硬件及软件部分实现 设计内容 2 设计内容 APF工作原理 并联型APF结构原理图为 谐波检测 谐波电流检测是APF的关键性技术，准确地检测出负载电流中的谐波分量是进行谐波补偿的前提，实时、快速、精确地检测谐波的优劣直接影响到APF的补偿效果。因此，谐波电流的检测技术成为热门的研究课题之一。 模拟滤波器 检测法 基于自适应滤波 其他方法 基于瞬时无功 功率理论 基于傅里叶变换 的谐波检测法 谐波检测 基于瞬时无功功率的ip-iq谐波检测法的原理图如下图所示 谐波检测 仿真模型图 控制方案的确定 在得到精确的指令电流的前提下，整个控制系统对有源电力滤波器是否能够精确的补偿谐波和无功起决定作用，控制系统的主要任务是根据指令运算电路得到指令电流信号，控制PWM变流器中开关管的通断，使实际输出补偿电流能够实时跟随指令电流，达到补偿谐波电流的目的。本论文采用的控制策略为空间电压矢量（SVPWM）控制。 控制方案的确定 SVPWM调制原理的实现 确定失量所在的扇区 相邻两电压矢量作用时间的计算 计算三相电压空间矢量切换点的时间 Tcm1 、Tcm2、Tcm3 1 2 3 控制方案的确定 APF自身是一个高度耦合的复杂系统，下图为前馈解耦闭环控制框图，经SVPWM的调制算法，产生六路脉冲控制变流器中的IGBT的开通与关断，从而实现对APF的控制 硬件电路实现 软件流程图的设计 APF的谐波电流的计算和处理，AD产生、SPI主机通信、RS485上位机通信接口、运行，故障指示、中断处理、PWM波形交流接触器控制等功能。 软件流程图的设计 软件流程图的设计 三、总结 总结 A 分析并联型APF的工作原理 阈值的选取要考虑阈值和阈值函数是耦合的关系 B C D 控制系统硬件电路和基于DSP软件控制流程图的实现 基于瞬时无功功率的ip-iq谐波电流检测 基本原理就是从负载电流中检测出谐波电流，由APF装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的电流，使电网中只存在基波电流，从而达到补偿的目的 分析ip-iq检测法的原理，在simulink中建模并仿真 根据指令电流信号，控制PWM变流器中开关管的通断，使实际输出补偿电流能够实时跟随指令电流，达到补偿谐波电流的目的 硬件电路设计； 控制根据系统原理画出软件流程图 控制策略的选择 有待研究 1 3 2 软件编程 系统仿真 。。。。。 四、致谢 感谢我的导师 老师！恳请各位答辩老师批评指正！谢谢大家！ 致谢 三相有源电力滤波器控制系统的研制 *