本文關鍵詞：有源電力濾波器驅動保護電路的研究與設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電能質量一直是電力系統(tǒng)重點關注的問題之一,以前主要對電壓和頻率進行研究和控制,目前諧波問題在電力系統(tǒng)中日益嚴重,危害日益突出,必須引起足夠的重視,并加以有效治理。諧波抑制的方法很多,目前常用的方法是就近安裝無源交流濾波器,但其有較多的缺點,本文重點分析了一種新型的,更有優(yōu)勢的諧波抑制裝置-有源電力濾波器(APF),并對其主開關電路器件及其驅動保護電路進行研究、設計、調試。有源電力濾波器是基于瞬時無功功率理論和PWM調制技術以及現代電力電子技術發(fā)展起來的。本文詳細闡述了其工作原理、分類及優(yōu)缺點。通過對有源電力濾波器的全面分析可以看出,其回路是有源逆變電路,在開關器件的選擇方面,比較了幾種大功率電力電子器件,選擇了絕緣柵雙極晶體管-IGBT作為主逆變回路的開關器件,并對其基本結構和工作原理,以及基本特性和主要參數進行了詳細的介紹,作為驅動保護電路設計的參考。根據IGBT驅動電路的基本要求,選擇光耦隔離輸出電路,采用分立元件對驅動電路進行設計,并分別對保護回路中的過電壓保護、過電流保護、過熱保護進行了分析設計,同時采用集成驅動芯片EXB841作為驅動保護電路的基礎模塊,并對其缺點進行了一些改進,形成了一個完整的對單片IGBT進行驅動保護的電路。最后利用Multisim12仿真軟件對設計的電路進行了正常驅動仿真、永久過流故障仿真、瞬時過流故障仿真,都取得了比較理想的效果。最后對一個具體的有源電力濾波器驅動保護接口電路板進行設計及仿真,并進行了調試,結果良好。
【關鍵詞】：諧波抑制 有源電力濾波器 IGBT 驅動保護電路 仿真
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN713.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 關于諧波9-10
• 1.2 諧波抑制10
• 1.3 無源交流濾波器10-11
• 1.4 有源電力濾波器(APF)11-16
• 1.4.1 有源電力濾波器的發(fā)展歷史11-12
• 1.4.2 有源電力濾波器的工作原理12-13
• 1.4.3 有源電力濾波器的分類13-15
• 1.4.4 有源電力濾波器的優(yōu)缺點15-16
• 1.5 本文的研究意義及工作方案16-18
• 2 主回路開關器件的選擇18-29
• 2.1 主回路開關器件18-19
• 2.1.1 關于GTO的特性的描述18
• 2.1.2 關于IGBT和MOSFET的特性的描述18
• 2.1.3 選擇IGBT作為有源電力濾波器開關器件的原因18-19
• 2.2 IGBT(絕緣柵雙極晶體管)的介紹19-28
• 2.2.1 IGBT的基本結構和工作原理19-20
• 2.2.2 IGBT的基本特性20-26
• 2.2.3 IGBT的主要參數26-28
• 2.3 本章小結28-29
• 3 IGBT驅動保護電路設計29-52
• 3.1 IGBT驅動電路的基本要求29
• 3.2 IGBT驅動電路的形式及各種驅動電路分析29-32
• 3.3 IGBT驅動回路設計32-34
• 3.3.1 輸入隔離電路的設計32
• 3.3.2 輸出電路設計32
• 3.3.3 柵極電阻(R_G)的設計32-33
• 3.3.4 柵射電阻及穩(wěn)壓管的設計33
• 3.3.5 電源與正柵極電壓和負柵極電壓的設計33-34
• 3.3.6 完整的驅動電路34
• 3.4 IGBT保護回路設計34-43
• 3.4.1 過電壓保護35-36
• 3.4.2 過電流保護36-42
• 3.4.3 過熱保護42-43
• 3.5 完整的IGBT驅動保護電路43-44
• 3.6 動保護電路的仿真44-51
• 3.6.1 仿真環(huán)境介紹44-45
• 3.6.2 常工作仿真45-47
• 3.6.3 永久過流故障仿真47-49
• 3.6.4 瞬時過流故障仿真49-51
• 3.7 本章小結51-52
• 4 集成驅動保護IGBT模塊在APF中的使用52-59
• 4.1 IGBT器件的選擇52-53
• 4.1.1 設計要求52
• 4.1.2 IGBT具體型號選擇52-53
• 4.2 逆變主電路53-55
• 4.3 驅動保護接口電路板設計55-56
• 4.4 上升沿延時電路板的設計與仿真56-58
• 4.4.1 上升沿延時電路的設計56-57
• 4.4.2 上升沿延時電路仿真57-58
• 4.5 本章小結58-59
• 5 并聯(lián)型APF系統(tǒng)的設計和仿真59-78
• 5.1 并聯(lián)型APF系統(tǒng)結構59
• 5.2 系統(tǒng)電路的設計59-65
• 5.2.1 主電路變流器設計59-62
• 5.2.2 主電路交流側電感設計62-64
• 5.2.3 直流側電壓計算和電容選取64-65
• 5.3 電流電壓檢測設計65-67
• 5.3.1 電流檢測電路設計65-66
• 5.3.2 電壓檢測電路設計66-67
• 5.4 并聯(lián)型APF系統(tǒng)的仿真67-77
• 5.4.1 仿真環(huán)境67
• 5.4.2 并聯(lián)型APF系統(tǒng)仿真模型67-68
• 5.4.3 主電路的仿真68-69
• 5.4.4 諧波電流檢測電路的仿真69-71
• 5.4.5 補償前電網電流仿真波形與分析71-72
• 5.4.6 補償后電網電流仿真波形與分析72-74
• 5.4.7 數字低通濾波器截止頻率對指令電流精度的影響74-77
• 5.5 本章小結77-78
• 結論78-79
• 參考文獻79-81
• 致謝81-82

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本文編號：273472