三相四线制有源电力滤波器的应用研究

发布时间：2017-08-26 07:17

  本文关键词：三相四线制有源电力滤波器的应用研究

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【摘要】：如今各种电力电子装置的功率开关器件均在非线性状态下工作,大量的谐波电流注入到电网中,将形成巨大的电力公害。三相四线制系统中的三相不平衡问题以及零序谐波电流对电网的安全稳定运行也引起了人们的高度重视。为此,研究和设计三相四线制有源电力滤波器能充分的为这些问题提供良好的解决方案和设计依据,为投入生产和使用做好前期性的准备。所以本文针对并联型三相四线制有源电力滤波器进行了仿真研究和设计。首先,APF主电路变换器的设计选择了四桥臂变流器,分析了其数学模型,给出了出线电感、直流侧电容电压值和电容值元件参数的计算过程,并确定了系统参数。详细阐述谐波电流检测算法中的FBD法,搭建了APF的Matlab仿真模型,针对由三相整流负载和单相整流负载组成的不平衡非线性负载进行谐波、负序和零序电流的动态补偿仿真,并给出了仿真结果。其次,采用TMS320F2812 DSP芯片作为控制芯片,设计了并联型三相四线制APF控制系统。硬件电路主要包括信号调理、A/D采样、液晶显示电路和通信接口电路等。软件部分进行了系统方案设计,具体进行了AD采样程序、液晶显示程序、通信程序和PWM控制信号产生程序等设计、编程和调试,并给出了调试结果。最后,运用虚拟仪器LabVIEW进行了上位机监测系统的软件编程和调试,完成了上位机通讯程序和监测界面以及历史数据存储、查看的设计。
【关键词】：三相四线制 有源电力滤波器 FBD TMS320F2812 监测系统
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景和意义8-10
• 1.1.1 谐波的概念8-9
• 1.1.2 谐波的危害9-10
• 1.2 谐波治理10-11
• 1.3 本文研究的主要内容11-13
• 第二章 有源电力滤波器结构和理论分析13-26
• 2.1 APF的工作原理及分类13-15
• 2.1.1 APF的工作原理13
• 2.1.2 APF的分类13-15
• 2.2 三相四线制有源电力滤波器主电路数学模型15-18
• 2.3 APF的谐波检测理论18-23
• 2.3.1 FBD法的基本原理19-23
• 2.4 APF的控制策略23-26
• 2.4.1 补偿电流跟踪控制策略23-24
• 2.4.2 直流侧电容电压的控制策略24-26
• 第三章 三相四线制有源电力滤波器仿真26-35
• 3.1 交流侧电抗器参数设计26-27
• 3.2 直流侧电容器设计27-29
• 3.3 系统的仿真模型建立29-31
• 3.3.1 谐波电流检测电路仿真模型29-30
• 3.3.2 电流跟踪控制电路仿真模型30-31
• 3.3.3 主电路开关管仿真模型31
• 3.4 系统仿真与分析31-35
• 第四章 三相四线制有源电力滤波器控制系统硬件设计35-46
• 4.1 系统总体设计框图35
• 4.2 控制电路的设计35-38
• 4.2.1 DSP控制电路的结构35-37
• 4.2.2 DSP电源电路37-38
• 4.3 采样电路38-42
• 4.3.1 输入及信号调理电路38-39
• 4.3.2 AD采样芯片与DSP的接口39-42
• 4.4 RS232通讯接口电路与JATG接口42-43
• 4.5 DSP与液晶模块接口电路43-46
• 4.5.1 CM12864概述43-45
• 4.5.2 DSP与液晶模块的硬件接口设计45-46
• 第五章 基于DSP控制系统软件设计46-59
• 5.1 系统软件主程序46-47
• 5.2 AD采样程序47-49
• 5.3 SCI串行通讯49-52
• 5.4 控制信号产生程序52-57
• 5.5 液晶显示程序57-59
• 第六章 APF上位机软件设计59-67
• 6.1 LabVIEW简介59-61
• 6.1.1 上位机设计步骤60-61
• 6.2 监测系统总体设计61-62
• 6.3 上位机界面设计62-67
• 6.3.1 通讯界面62-63
• 6.3.2 监测界面63-65
• 6.3.3 数据保存与查询界面65-67
• 第七章 总结与展望67-69
• 7.1 总结67
• 7.2 展望67-69
• 参考文献69-71
• 附录A 插图清单71-73
• 附录B 表格清单73-74
• 致谢74

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本文编号：740405