本文關鍵詞：三相四線制有源電力濾波器的研究與開發(fā)

  更多相關文章： STM32F407 三相四線制 有源電力濾波器 瞬時無功功率理論 遞歸離散傅里葉算法

【摘要】：現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展離不開電力系統(tǒng)的支持,然而隨著電力電子裝置日益廣泛的運用,以及用電設備對電能質(zhì)量的要求越來越高,電網(wǎng)污染問題日益被人們所重視。如何“綠化”電網(wǎng),已經(jīng)成為電力系統(tǒng)領域越來越重要的課題。諧波含量和無功功率是電能質(zhì)量兩個重要的指標。有源電力濾波器是一種新型動態(tài)補償諧波和無功功率的電力裝置,在電能質(zhì)量領域中扮演著越來越重要的角色。本文先后介紹了諧波的產(chǎn)生與危害,諧波的相關標準,國內(nèi)外APF發(fā)展的趨勢,有源電力濾波器的基本結構、原理、分類,進行了仿真研究,最后制作樣機驗證。本文以三相四線制電網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象,著重研究了基于瞬時無功功率理論的檢測算法以及基于遞歸離散傅里葉的檢測算法,并對其進行了仿真研究。并對基于遞歸離散傅里葉檢測算法的全諧波補償與特定次諧波補償兩種模式進行了仿真研究,得出兩種模式都可以達到補償效果。研究了二極管鉗位式三電平結構,對其進行了仿真,并對其進行了改進。本文提出了插入零電平控制算法,提高了裝置的補償效果。在仿真的基礎上,建立了以STM32F4為主控制器的有源電力濾波器實驗模型。進行了軟件與硬件的設計,包括電流電壓的采樣、電網(wǎng)電壓的鎖相、諧波電流的檢測、直流電容電壓的控制、定時瞬時比較跟隨器的算法、中斷保護等。本文對濾波電感、直流電容、功率開關管等主要實驗器件選型采用了理論計算與實際相結合的方法。最后,本文對有源電力濾波器裝置調(diào)試。實驗結果表明本文提出的算法、結構能夠有效的對諧波進行抑制,實驗驗證了本文對有源電力濾波器裝置所進行的軟、硬件以及算法、結構的設計。
【關鍵詞】：STM32F407 三相四線制 有源電力濾波器 瞬時無功功率理論 遞歸離散傅里葉算法
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM761;TN713.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 諧波的產(chǎn)生和危害10-11
• 1.2 諧波標準11-12
• 1.3 抑制諧波的方法12
• 1.4 國內(nèi)外概況及發(fā)展趨勢12-14
• 1.4.1 諧波和無功功率的理論研究12-13
• 1.4.2 諧波抑制和無功補償裝置的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.5 論文的主要工作14-15
• 第二章 有源電力濾波器15-25
• 2.1 有源電力濾波器概述15-16
• 2.2 有源電力濾波器的工作原理16-17
• 2.3 諧波電流檢測位置的研究17-19
• 2.3.1 負載側電流檢測17-18
• 2.3.2 電網(wǎng)側電流檢測18-19
• 2.4 并聯(lián)型有源電力濾波器主電路拓撲形式19-21
• 2.4.1 H橋式19-20
• 2.4.2 電容中點式20
• 2.4.3 三相四橋臂式20-21
• 2.4.4 小結21
• 2.5 電流跟蹤控制算法21-23
• 2.5.1 瞬時值比較法21-23
• 2.5.2 三角波比較方式23
• 2.5.3 小結23
• 2.6 直流側電壓控制23-25
• 第三章 諧波和無功電流檢測算法研究及其仿真25-44
• 3.1 瞬時無功功率理論25-28
• 3.1.1 瞬時無功功率理論基礎25-27
• 3.1.2 三相電路諧波和無功電流的檢實時測27-28
• 3.2 單周控制28-30
• 3.3 遞歸離散傅里葉變換算法(RDFT)30-31
• 3.4 有源電力濾波器的仿真分析31-38
• 3.4.1 基于瞬時無功理論的APF仿真32-35
• 3.4.2 基于遞歸離散傅里葉算法的APF仿真35-38
• 3.5 對控制算法的改進38-43
• 3.5.1主電路的三電平拓撲38-41
• 3.5.2 對全橋控制算法的改進41-43
• 3.6 本章小結43-44
• 第四章 有源電力濾波器硬件設計44-55
• 4.1 模塊選取原則44-46
• 4.1.1 主電路的容量44
• 4.1.2 直流側電壓的選取原則44
• 4.1.3 直流側電容的選取原則44-45
• 4.1.4 交流側濾波電感的選取原則45
• 4.1.5 開關器件的選取45-46
• 4.1.6 驅(qū)動電路46
• 4.2 硬件設計46-51
• 4.2.1 總體設計46-48
• 4.2.2 電流和電壓檢測電路48-51
• 4.3 PWM主電路和IGBT保護電路設計51-55
• 4.3.1 PWM主電路的設計及參數(shù)的選取51-53
• 4.3.2 IGBT保護電路設計53-55
• 第五章 有源電力濾波器軟件設計55-61
• 5.1 主程序流程設計55
• 5.2 電網(wǎng)電壓同步過零點的檢測55-56
• 5.3 諧波和無功電流的計算56-58
• 5.4 直流側電容電壓控制58-59
• 5.5 PWM控制算法設計59-60
• 5.6 中斷保護程序設計60-61
• 第六章 有源電力濾波器實驗61-65
• 6.1 實驗系統(tǒng)的結構與參數(shù)61
• 6.2 實驗結果及分析61-65
• 總結與展望65-66
• 參考文獻66-72
• 致謝72-74
• 攻讀學位期間主要的研究成果74-76
• 附錄：主控制器76-78

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本文編號：658028