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三相有源电力滤波器控制系统的研制1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2三相有源电力滤波器控制系统的研制DevelopmentofControlSystemofThree-phaseActivePowerFilter导师：班级：姓名：三相有源电力滤波器控制系统的研制334致谢框架总结设计内容选题背景三相有源电力滤波器控制系统的研制4一、选题背景三相有源电力滤波器控制系统的研制5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三相有源电力滤波器控制系统的研制6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（ActivePowerFilter,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。三相有源电力滤波器控制系统的研制7选题背景三相有源电力滤波器控制系统的研制8二、设计内容三相有源电力滤波器控制系统的研制9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设计内容三相有源电力滤波器控制系统的研制10APF工作原理非线性负载驱动电路电流跟踪控制电路主电路指令电流运算电路RLCesUdisicic*ilAPFHPF并联型APF结构原理图为三相有源电力滤波器控制系统的研制11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三相有源电力滤波器控制系统的研制12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PLLC32LPFC-1C23sin-cosCLPFiaibiceaiαiβipiqiαfiβfiafiahibhibfichicf+++ipiq三相有源电力滤波器控制系统的研制13谐波检测仿真模型图三相有源电力滤波器控制系统的研制14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。三相有源电力滤波器控制系统的研制15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、Tcm3123三相有源电力滤波器控制系统的研制16控制方案的确定piAPF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的控制三相有源电力滤波器控制系统的研制17硬件电路实现三相有源电力滤波器控制系统的研制18软件流程图的设计DSP专用供电电源模块TPS767D318DSP主控芯片TMS320F2812JTAG仿真接口看门狗复位芯片TPS3823模块上位机通信保护信号接口I/O接口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。三相有源电力滤波器控制系统的研制19软件流程图的设计读取相应数据存入数组求平均值谐波电流计算入口调用Clark变换模块，把三相负载电流ia、ib、ic转换为iα、iβ调用park变换模块，把iα、iβ转换为旋转坐标系下的ip、iq调用低通滤波器模块LPF，得到ip、iq的直流分量将滤波后的直流分量与直流电压调节量相叠加调用Park反变换得到iαf、iβf谐波的指令电流为icαref-iα-iαficβref-iβ-iβf谐波电流计算返回三相有源电力滤波器控制系统的研制20软件流程图的设计判断T1+T2TS?指令电压矢量UrefSVPWM子程序入口判断电压矢量所在扇区调用所在扇区两相邻矢量作用时间T1、T2零矢量作用时间T0时间分配cmp1、cmp2、cmp3PWM控制信号返回重新调整两相邻矢量作用的时间T1、T2，零矢量作用时间为0YESNO三相有源电力滤波器控制系统的研制21三、总结三相有源电力滤波器控制系统的研制22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BCD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三相有源电力滤波器控制系统的研制23有待研究132软件编程系统仿真。。。。。三相有源电力滤波器控制系统的研制24四、致谢三相有源电力滤波器控制系统的研制25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