本文關(guān)鍵詞：有源電力濾波器直流側(cè)電容電壓控制及軟啟動(dòng)研究

  更多相關(guān)文章： 有源電力濾波器 沖擊 軟啟動(dòng) 專家PI控制 多PI控制

【摘要】：當(dāng)前,電力電子技術(shù)以安全、節(jié)約、方便等特點(diǎn),以快速可控的電能變換為研究和使用對(duì)象,越來(lái)越多地應(yīng)用到工業(yè)控制領(lǐng)域,大大地提高了人們生活水平的舒適性。但由于其中相當(dāng)一部分非線性負(fù)載中含有諧波,給工業(yè)、居民日常生活需要等供電質(zhì)量安全造成了嚴(yán)重的污染。APF(Active Power Filter,有源電力濾波器)可以有效改善電能質(zhì)量,在抑制動(dòng)態(tài)諧波和補(bǔ)償無(wú)功方面效果顯著。APF投入電網(wǎng)時(shí)系統(tǒng)存在電壓沖擊和電流沖擊問(wèn)題。由于APF系統(tǒng)復(fù)雜性,需要更為先進(jìn)、有效的控制策略。對(duì)APF進(jìn)行軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)可以避免電壓沖擊和電流沖擊對(duì)系統(tǒng)的影響。針對(duì)傳統(tǒng)PI控制的缺點(diǎn),本文提出專家PI控制和多PI控制兩種改進(jìn)型算法。與傳統(tǒng)PI控制算法進(jìn)行比較,仿真結(jié)果表明兩種方法更具有效性和優(yōu)越性。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)以三相電壓型APF為例,介紹了APF的分類、系統(tǒng)構(gòu)成及原理,分析常用的諧波檢測(cè)方法并重點(diǎn)討論基于瞬時(shí)無(wú)功功率的諧波檢測(cè)。這些數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)及原理討論為控制策略及軟啟動(dòng)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。確定了交流側(cè)電感、直流側(cè)電容以及電容電壓等主電路參數(shù)的取值。(2)詳細(xì)介紹直流側(cè)電容電壓控制的理論基礎(chǔ)(能量交換守恒定律),分析電壓波動(dòng)的原因,對(duì)直流側(cè)電容電壓PI控制作了詳細(xì)介紹,計(jì)算傳遞函數(shù)并給出參數(shù)計(jì)算方法。APF仿真模型基于常規(guī)PI控制實(shí)現(xiàn)對(duì)直流側(cè)電容電壓控制。(3)提出了一種改進(jìn)型專家PI控制,詳細(xì)論述了專家PI控制的組成、原理和PI參數(shù)調(diào)整規(guī)則,對(duì)該方法進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,與常規(guī)PI控制下直流側(cè)電容電壓?jiǎn)?dòng)控制相比,改進(jìn)型專家PI控制可以基本消除系統(tǒng)的超調(diào)量和振蕩。(4)分析APF軟啟動(dòng)的必要性,從硬件和軟件方面介紹幾種方法解決APF啟動(dòng)時(shí)的電壓過(guò)沖問(wèn)題。從器件本身考慮,電容電壓取值越大,電壓沖擊越小,系統(tǒng)越穩(wěn)定。結(jié)合已有的方法,提出一種改進(jìn)型多PI控制器控制APF軟啟動(dòng),并對(duì)該方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證,該方法可以保證APF平穩(wěn)啟動(dòng)。通過(guò)與專家PI對(duì)比分析,得出兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。仿真結(jié)果表明,采用專家PI控制電容電壓?jiǎn)?dòng)效果好,設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,多PI控制選取參數(shù)少,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 沖擊 軟啟動(dòng) 專家PI控制 多PI控制
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM761;TN713.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題10-11
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容11-13
• 2 APF的工作原理13-26
• 2.1 APF的分類13-14
• 2.2 APF 的工作原理14-15
• 2.3 APF的諧波檢測(cè)方法15-16
• 2.4 瞬時(shí)無(wú)功功率理論16-21
• 2.5 電流追蹤控制方法21-23
• 2.5.1 三角載波控制法22
• 2.5.2 滯環(huán)比較控制法22
• 2.5.3 周期采樣控制22-23
• 2.6 APF主電路參數(shù)設(shè)計(jì)23-25
• 2.6.1 交流側(cè)電感的選擇23-24
• 2.6.2 直流側(cè)電容值的選擇24-25
• 2.6.3 直流側(cè)電壓的選擇25
• 2.7 小結(jié)25-26
• 3 APF直流側(cè)電容電壓控制研究26-46
• 3.1 直流側(cè)電壓控制理論基礎(chǔ)26-28
• 3.2 直流側(cè)電容電壓波動(dòng)分析28-30
• 3.3 直流側(cè)電容電壓PI控制30-34
• 3.4 一般APF仿真模型的建立34-38
• 3.5 APF直流側(cè)電壓專家PI控制38-45
• 3.5.1 專家控制組成38-39
• 3.5.2 專家控制原理39-40
• 3.5.3 專家PI控制調(diào)整規(guī)則40-41
• 3.5.4 電容電壓專家PI控制器設(shè)計(jì)41-45
• 3.6 小結(jié)45-46
• 4 APF軟啟動(dòng)研究46-54
• 4.1 APF軟啟動(dòng)的必要性46
• 4.2 幾種APF軟啟動(dòng)控制的方法46-48
• 4.3 電容值對(duì)電容電壓?jiǎn)?dòng)影響分析48-50
• 4.4 改進(jìn)型多PI控制器的設(shè)計(jì)50-52
• 4.5 兩種方法對(duì)比52-53
• 4.6 小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果60

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本文編號(hào)：962431