本文關(guān)鍵詞：三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器的研究　出處：《陜西科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快,電力電子設(shè)備在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中所扮演的角色越來(lái)越重要,這使得電網(wǎng)中的諧波和無(wú)功污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。如何解決電網(wǎng)中諧波和無(wú)功污染問(wèn)題,正在受到廣泛的關(guān)注。有源電力濾波器被公認(rèn)為解決諧波和無(wú)功污染問(wèn)題最有效的手段之一,已成眾多學(xué)者的研究對(duì)象。目前,有源電力濾波器在日本及歐美等國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用,在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也日漸成熟。因此,對(duì)有源電力濾波器中關(guān)鍵技術(shù)的研究具有非常重要的意義。本文以三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器為研究對(duì)象,對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,具體的研究?jī)?nèi)容可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器的工作原理分析,確定本文所研究的有源電力濾波器的主電路結(jié)構(gòu)。推導(dǎo)出該主電路在靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并將靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型變換到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中。最終推導(dǎo)出系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型框圖,方便了后續(xù)系統(tǒng)電流控制器的設(shè)計(jì)。(2)基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的i_p-i_q諧波電流檢測(cè)法設(shè)計(jì)。由于鎖相環(huán)的鎖相精度對(duì)i_p-i_q諧波電流檢測(cè)法的性能有直接影響,為了確保i_p-i_q檢測(cè)法的性能,本文設(shè)計(jì)了鎖相精度較高的DSOGI-SPLL。(3)通過(guò)對(duì)滯環(huán)控制、無(wú)差拍控制、PI控制、重復(fù)控制和準(zhǔn)比例諧振控制等控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)出適合本文的無(wú)差拍控制器、準(zhǔn)比例諧振控制器和PI+重復(fù)控制器,同時(shí)完成了直流側(cè)電壓外環(huán)控制器的設(shè)計(jì)。并在Matlab中建立系統(tǒng)的仿真模型,對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行仿真對(duì)比。(4)搭建了一臺(tái)容量為3kVA,以DSP28335為控制核心的三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器實(shí)驗(yàn)樣機(jī),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用基于模型設(shè)計(jì)的方法,自動(dòng)生成核心代碼,并對(duì)所生成的代碼進(jìn)行軟件在環(huán)測(cè)試,驗(yàn)證了所生成代碼的正確性。通過(guò)所生成的核心代碼,結(jié)合手寫(xiě)的底層代碼,完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)�；谀Ｐ驮O(shè)計(jì)的方法避免了傳統(tǒng)電力電子設(shè)備開(kāi)發(fā)模式的缺點(diǎn),較大地縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期,提高了開(kāi)發(fā)效率。結(jié)合系統(tǒng)的軟件部分,在所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)可將電網(wǎng)電流THD控制在5%以內(nèi),具有良好的諧波補(bǔ)償功能,驗(yàn)證文中所設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)、i_p-i_q諧波電流檢測(cè)法以及系統(tǒng)控制器的正確性。
[Abstract]:With the accelerating process of industrialization, power electronic equipment plays a more and more important role in modern industrial production. This makes the problem of harmonic and reactive power pollution become more and more serious. How to solve the problem of harmonic and reactive power pollution. Active power filter (APF) has been recognized as one of the most effective methods to solve the problem of harmonic and reactive power pollution, and has become the research object of many scholars. Active power filter (APF) has been widely used in industrial production in Japan, Europe and the United States and so on. It is very important to study the key technology of active power filter. This paper takes the three-phase three-wire shunt active power filter as the research object and studies the key technology. The specific research contents can be summarized as follows: 1) the working principle of three-phase three-wire shunt active power filter is analyzed. The main circuit structure of the active power filter studied in this paper is determined and the mathematical model of the main circuit in the stationary coordinate system is derived. The mathematical model in the static coordinate system is transformed into the rotating coordinate system. Finally, the block diagram of the mathematical model of the system in the rotating coordinate system is derived. The design of current controller for follow-up system is convenient. Based on the theory of instantaneous reactive power, the harmonic current detection method for iap-iq is designed. The accuracy of phase-locked loop has a direct impact on the performance of ip-istack harmonic current detection method. In order to ensure the performance of ip-iq detection method, DSOGI-SPLL.3, which has high phase-locking precision, is designed to control Pi by hysteresis control and non-beat control. The merits and demerits of repetitive control and quasi-proportional resonance control are analyzed, and the non-beat controller, quasi-proportional resonance controller and Pi repetitive controller are designed. At the same time, the design of the DC side voltage outer loop controller is completed, and the simulation model of the system is established in Matlab. The experimental prototype of three-phase three-wire shunt active power filter (APF) with DSP28335 as the control core is tested and verified. The core code is generated automatically by using the model-based design method. And the generated code in the software in the ring test, verify the correctness of the generated code. Through the generated core code, combined with handwritten bottom code. The method of model-based design avoids the shortcomings of the traditional power electronic equipment development mode, shortens the development cycle of the system, and improves the development efficiency. Experiments are carried out on the designed prototype, and the experimental results are analyzed and compared. The simulation and experimental results show that. The three-phase three-wire shunt active power filter system designed in this paper can control the current of the power network within 5%. It has good harmonic compensation function and verifies the phase-locked loop designed in this paper. The istack-iq harmonic current detection method and the correctness of the system controller.
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM761;TN713.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1359349