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基于DSP28335的有源电力滤波器研究

发布时间:2018-06-09 04:06

  本文选题:APF + 瞬时无功功率 ; 参考:《安徽理工大学》2014年硕士论文


【摘要】:社会经济的快速发展使得人们的生活更加方便快捷,家庭以及大中型企业的用电量也是日益增长。而家庭以及企业用的许多电子装置中大部分包含的是非线性负载,这样不得不导致了在电网中生成谐波从而污染电网。电网受到污染后,这样在供电质量以及安全性使用方面就得不到保证。为此电网谐波日益污染问题也逐渐受到世人的关注,从而人们试图尝试着各种方式来查找或探究能解决此类问题的方法。经过一些年的探索与研究,有源电力滤波器(Active Power Filter)出现在人们的脑海中。由于有源电力滤波器是能够实时检测并进行动态(大小和频率可能随机变化)谐波的抑制,并对变化的无功功率进行补偿的一种电力电子型装置。不过要想将其在实际中得到广泛应用,其有源电力滤波器它的实时性以及补偿效果的好坏是当前我们应该深入考虑的因素。 在本论中首先探讨了有源电力滤波器的总体组成及其工作原理,接着从多个不同侧面对其进行分类并分析。随后对其谐波检测的各种方法进行对比分析并选定本文所运用的ip-i。法,为此进一步深入阐述了其开关控制策略等内容。本文所述滤波器利用28335型DSP(数字信号处理器)为核心控制进行设计。在第四章对系统的硬件组成做了相关阐述。其中详细设计的硬件电路有:过零检测、谐波电流检测及采样、DSP芯片的供电以及锁相倍频电路等等。结合TMS320F28335DSP芯片各个电路提供的硬件资源,从而设计了控制系统的软件部分(包括了主程序流程图设计以及服务中断子程序流程图的绘制)。基于MATLAB仿真软件非常好的模型特性,在论文的第五章对有源电力滤波系统各模块分别建模并进行仿真,最终对整个系统的主电路模块也进行相关建模,从而通过仿真图进行验证并分析。仿真结果表明,对谐波电流的补偿起到了良好的效果,并验证其具有动态的补偿特性且实时性。 本文在推导针对三相系统的谐波检测模型时重点以瞬时功率理论为参照,对其详细分析与探讨后,以矢量跟踪为总体控制策略,目标是使得指令电流能够达到实时准确的被跟踪,在有谐波电流出现时对其进行补偿最终抑制消除谐波的效果。除此之外,本文中对于逆变器(电压型)以及整流桥负载(三相)二者的数学模型进行了推导,为有效控制谐波奠定理论基础。
[Abstract]:With the rapid development of social economy, people's life is more convenient and fast, and the electricity consumption of families and large and medium-sized enterprises is also increasing day by day. Most of the electronic devices used in homes and businesses contain nonlinear loads, which have to lead to harmonic generation in the power grid and pollute the power grid. After the power grid is polluted, there is no guarantee in the quality and safety of the power supply. For this reason, the problem of harmonic pollution in power grid has been paid more and more attention by the world, so people try to find or explore ways to solve this kind of problems. After some years of exploration and research, active Power filter (APF) appears in people's minds. Active power filter (APF) is a kind of power electronic device which can detect and suppress dynamic harmonics (the size and frequency of which may vary randomly) and compensate for the varying reactive power. But if it is to be widely used in practice, The real-time performance and compensation effect of the active power filter are the factors that should be considered deeply. In this paper, the overall composition and the working principle of the active power filter are first discussed. Then it is classified and analyzed from many different aspects. Then, the methods of harmonic detection are compared and analyzed, and the ip-ii used in this paper is selected. In this paper, the switching control strategy is further expounded. The filter is designed using 28335 DSP (Digital signal processor) as the core control. In the fourth chapter, the hardware composition of the system is described. The detailed hardware circuits include zero crossing detection, harmonic current detection, power supply of DSP chip and phase-locked frequency doubling circuit. Combined with the hardware resources provided by each circuit of TMS320F28335 DSP chip, the software part of the control system is designed, which includes the design of the main program flow chart and the drawing of the service interrupt subroutine flow chart. Based on the very good model characteristics of MATLAB simulation software, each module of active power filter system is modeled and simulated in the fifth chapter of the paper, and the main circuit module of the whole system is also modeled. In order to verify and analyze by simulation diagram. The simulation results show that the harmonic current compensation has a good effect, and verifies that it has dynamic compensation characteristics and real-time performance. In this paper, the instantaneous power theory is used as a reference in the derivation of harmonic detection model for three-phase system. After detailed analysis and discussion, vector tracking is taken as the overall control strategy, the goal is to make the instruction current can be tracked in real time and accurately, and compensate the harmonic current to eliminate the harmonic when it appears. In addition, the mathematical models of inverter (voltage source) and rectifier bridge load (three-phase) are deduced in this paper, which lays a theoretical foundation for effective harmonic control.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN713.8;TM761

【共引文献】

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本文编号:1998812

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