新型三相有源电力滤波器

发布时间：2017-08-31 09:12

  本文关键词：新型三相有源电力滤波器

  更多相关文章： 有源电力滤波器 不平衡电流 对称分量法 瞬时无功功率 空间电压矢量

【摘要】：有源电力滤波器目前研究较多的是三相三线制,且通常情况下认为电流处于平衡状态下。但在实际电力系统中,三相四线制是很常见的,而且或多或少的存在不平衡电流的情况。现在研究的补偿控制方法,要么不能直接用于三相四线制有源电力滤波器中,要么使用起来很复杂。而且许多研究不考虑实际中存在的不平衡电流。因此,研究新型三相有源电力滤波器有着重要的实际意义。本文探讨一种改进型谐波电流检测方法以适应不平衡电流的条件。同时,将现有补偿控制方法进行适当的改进从而用于三相四线制中。最后对新型三相有源电力滤波器的系统方案进行实验验证。首先,本文对有源电力滤波器的研究情况进行了说明。针对新型三相有源电力滤波器,确定了瞬时无功功率谐波电流检测方法和电压空间矢量谐波补偿控制方法,给出了系统的总体方案和研究思路。其次,本文确定了新型三相有源电力滤波器的测控方法。在实际不平衡电流存在的条件下,引入对称分量法对瞬时无功功率ip-iq谐波检测方法进行了改进。相比于原有的ip-iq检测方法,改进型检测方法能在不平衡电流条件下准确检测出基波正序有功电流。为了有源电力滤波器方便应用于三相四线制,将三相电压空间矢量和单相电压空间矢量联合使用构成混合型电压空间矢量控制方法进行谐波电流补偿控制。在simulink中,对上述谐波检测方法和补偿控制方法分别进行仿真。而且,本文对新型三相有源电力滤波器进行总体仿真,结果表明方法可行。然后,本文对新型三相有源电力滤波器进行了硬件设计和软件设计。硬件电路以嵌入式单片机为核心,包括信号调理电路、供电电源电路、隔离驱动电路和主电路等。软件部分完成了改进型ip-iq谐波检测方法、混合型电压空间矢量控制方法的程序实现。最后,搭建了新型三相有源电力滤波器实验装置。对谐波电流检测方法和补偿控制方法进行了实验验证,结果表明所设计测控方案可行。
【关键词】：有源电力滤波器 不平衡电流 对称分量法 瞬时无功功率 空间电压矢量
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761;TN713.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 课题背景及研究意义11-12
• 1.2 有源电力滤波器的研究现状与发展趋势12-19
• 1.2.1 有源电力滤波器的研究现状12-19
• 1.2.2 有源电力滤波器的发展趋势19
• 1.3 本课题的主要研究内容19-20
• 1.4 各章内容安排20-22
• 第2章 新型三相有源电力滤波器的组成原理22-25
• 2.1 总体方案和基本组成原理22-23
• 2.2 基本研究思路23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 新型三相有源电力滤波器的谐波电流检测与补偿控制方法25-52
• 3.1 新型三相有源电力滤波器的主电路结构25-26
• 3.2 新型三相有源电力滤波器的无源滤波器26-30
• 3.2.1 单调谐滤波器27
• 3.2.2 高通滤波器27-28
• 3.2.3 无源滤波器的参数设计28-30
• 3.3 新型三相有源电力滤波器的谐波电流检测方法30-35
• 3.3.1 谐波电流检测的常用方法30-33
• 3.3.2 改进型i_p-i_q谐波电流检测方法33-35
• 3.4 新型三相有源电力滤波器的谐波电流补偿控制方法35-43
• 3.4.1 常用的谐波电流补偿控制方法35-40
• 3.4.2 电压空间矢量控制方法的改进40-43
• 3.5 系统仿真分析43-51
• 3.5.1 新型三相有源电力滤波器参数43
• 3.5.2 电力变压器电压畸变分析43-44
• 3.5.3 无源滤波器单独滤波分析44-45
• 3.5.4 谐波电流检测分析45-47
• 3.5.5 谐波补偿控制分析47-48
• 3.5.6 综合仿真分析48-51
• 3.6 本章小结51-52
• 第4章 新型三相有源电力滤波器的实现技术52-65
• 4.1 总体方案52-53
• 4.2 硬件、软件功能53
• 4.3 新型三相有源电力滤波器的硬件53-58
• 4.3.1 隔离驱动电路和主电路53-55
• 4.3.2 最小系统电路55-56
• 4.3.3 电流信号调理电路56
• 4.3.4 操作面板电路56-57
• 4.3.5 供电电源电路57-58
• 4.4 新型三相有源电力滤波器的软件58-64
• 4.4.1 uC/OS-II的移植58
• 4.4.2 各部分程序设计58-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 新型三相有源电力滤波器的实验分析65-69
• 5.1 实验装置和实验思路65-66
• 5.1.1 实验装置的组成65
• 5.1.2 谐波检测实验的思路65-66
• 5.1.3 补偿控制实验的思路66
• 5.2 实验调试66
• 5.2.1 实验的硬件调试66
• 5.2.2 实验的软件调试66
• 5.3 实验结果与分析66-67
• 5.3.1 谐波电流检测实验66-67
• 5.3.2 谐波补偿控制实验67
• 5.4 本章小结67-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 总结69-70
• 6.2 展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-77
• 附录一：CPU电路原理图77-78
• 附录二:主电路原理图78-79
• 附录三:供电电源原理图79-80
• 附录四:直流侧电压和相电流电路原理图80-81
• 附录五:作者在读期间参加的科研项目和科技竞赛81

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本文编号：764709