有源電力濾波器（Active Power Filter，簡稱 APF）是近年來治理電力系統諧波污染的非常有效的裝置。眾所周知，電力電子裝置和非線性負載的廣泛使用，使諧波電流和無功電流大量注入電網，嚴重威脅電網和電氣設備的安全運行與正常使用，并且產生大量的能源浪費。隨著我國“十一五”規劃中關于建設節約型社會的戰略方針的提出，應用APF進行諧波和無功治理的研究工作將會有很廣闊的應用前景。 本文闡述了有源電力濾波器的基本原理，介紹了當前主要的幾種APF的分類以及電路拓撲結構，分別對三相三線和三相四線制APF的結構進行分析，建立了兩種數學模型，指出三相三線制APF在實際供電系統中應用的局限性。本文介紹了三種當前廣泛采用的電流控制方法和一種比較先進的空間矢量控制方法。對于APF系統的核心--諧波檢測，本文介紹了三種諧波檢測理論，著重對本文設計的APF所采用的瞬時無功功率理論進行詳細的理論分析，在MATLAB軟件中建立一個三相四線制基于瞬時無功功率理論的APF系統仿真模型，驗證瞬時無功功率理論的可行性。 在進行大量理論分析和驗證的基礎上，設計一臺采用單片機和DSP雙CPU的有源電力濾波器。硬件上設計單片機的時鐘電路、仿真器接口電路；設計DSP的時鐘電路，外接存儲器擴展電路；設計APF系統的電壓周期檢測電路，電流絕對值轉換電路等等。軟件上編寫單片機的主程序和中斷程序、DSP的主程序和啟動搬運程序，調試并給電進行實際測試和實驗分析。
上傳時間： 2013-04-24
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工業領域中需要大量的AC/DC整流電源。隨著現代電力電子技術的不斷發展，人們曰益意識到低功率因數整流系統造成了諧波污染和電網公害。因此消除電網諧波污染，提高功率因數，成為整流系統的發展趨勢。由于中大功率的電力電子設備在電網中占很大的比重，因此高功率因數的三相整流器的研究已成為當今國內外研究的一大熱點。 隨著數字控制技術的不斷發展，越來越多的控制策略通過數字信號處理器(DSP)得以實現。數字控制的特有優點：簡化硬件電路，克服了模擬電路中參數溫度漂移的問題，控制靈活且易實現先進控制等，使得所設計的電源產品不僅性能可靠，且易于大批量生產，從而降低了開發周期。因此，數字化控制電源已成為當今于開關電源產品設計的潮流。 本文首先給出了幾種常見的三相功率因數校正方案，并對其進行了比較和分析，在前面的基礎上提出了：三相三開關三電平拓撲結構和雙閉環控制的策略結合的三相PFC系統。緊接著介紹了DSP芯片的特點及其在電力電子裝置中的應用，首先介紹目前DSP芯片的發展，通過比較選定了TI公司的TMSLF2407芯片作為本文的處理芯片，而后基于對TMSLF2407芯片的內部資源和該芯片數字式PWM信號產生的原基于DSP的三相有源功率因數校正研究與設計理的分析，提出了三相PFC的數字化解決方案。在第四章中介紹了基于DSP數字控制的PFC的總體設計方案，電路所采用的是基于平均電流方案的雙閉環控制策略。內環通過瞬時值控制獲得快速的動態性能，保證輸出畸變率較低，外環使用輸出電壓的瞬時值控制，具有較高的輸出精度。本文最后應用仿真軟件MATLAB中的SIMULINK對系統進行仿真，驗證控制策略的可行性，并有助于系統主電路和控制電路的設計。對于三相變換器這種復雜的非線性系統，需要模擬、數字信號混合仿真，仿真比較難以實現。一是因為模型難以建立二是即使建立起一個模型，由于電路復雜，仿真軟件也未必能保證其收斂性。所以經過簡化，利用MATLAB中的SIMULINK構建了變換器的電壓模型，用于驗證設計方法和設計參數的正確性。
上傳時間： 2013-05-31
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本 論文 對 功率因數的定義、有源功率因數校正(APFC)技術做了分析，在比較三 種工作模式的基礎上選擇了臨界導電模式作為本文的研究對象。論文詳細分析了臨界導 電模式功率因數校正Bost開關變換器的工作原理，穩態特性，得出了開關頻率與輸入 電壓、輸入功率的關系，對器件的應力和輸出電壓紋波進行了詳細的分析，為電路的設 計提供了依據。
上傳時間： 2013-06-13
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由于各種非線性電力電子裝置的和功率開關器件的廣泛應用產生了諧波。隨著對電能質量要求的不斷提高，各種治理諧波的電力電子裝置就產生了。諧波治理的方法主要有無源濾波技術和有源電力濾波器技術。傳統的方法采用LC 無源濾波器，與無源濾波器相比有源電力濾波器具有很大的優越性，因此越來越多的應用到治理諧波污染中。隨著以DSP 和FPGA 的高速發展，以全數字化控制技術實現的有源電力濾波器必將更多的應用到諧波裝置中去。本文深入分析了諧波治理的研究背景意義和有源濾波器的研究現狀和發展趨勢。介紹了有源濾波器的基本的工作原理；分類；諧波的檢測方法和控制策略，在各個方法的比較上選用基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法對諧波電流進行了檢測。并提出了一種基于 DSP 及FPGA 控制的有源電力濾波器的設計方案，重點研究了三相并聯型有源濾波器的控制系統及硬件設計。本文還對系統的功率器件進行了分析并選用IGBT 作為其開關器件。設計了IGBT 驅動及保護電路，利用理論分析和仿真結果設定了系統直流側電容和輸出電感的參數。對整個系統進行了Simulink 仿真實驗，選用DSP 和和FPGA 作為核心處理芯片，DSP 用來采集數據并檢測諧波，FPGA 用來實現PWM 脈沖的輸出。設計并調試出非線性負載，傳感器采集，電流電壓調理電路，主電路，過零檢測電路，IGBT 的驅動及吸收緩沖電路。并在此基礎上搭建出了試驗平臺。給出了DSP 及FPGA 的軟件設計思想和流程。
上傳時間： 2013-04-24
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基于瞬時無功功率理論、滯環電流控制的三相電力有源濾波器Matlab仿真模型
上傳時間： 2013-04-24
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為實現對非線性負載的諧波補償和功率因數連續調節，采用了一種無變壓器并聯混合型有源濾波器，闡述了其工作原理。綜合考慮成本與濾波效果的情況下選擇采用7次單調諧無源濾波器，針對7次單調諧無源濾波器對于5次諧波補償能力較差的狀況，采用了反饋加5次前饋的控制策略.為了進一步對系統的無功功率進行補償，在原有的反饋控制環節上進行了一定的改進.仿真結果證明了該并聯混合性有源濾波工作的有效性。
上傳時間： 2013-12-05
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合理利用有效的控制策略提高有源濾波器的本身的補償性能越來越成為各國學者研究重點。本文從有源濾波器的數學模型出發，詳述有源濾波器的數學建模過程。并且針對諧波電流的檢測需要較高的準確度和較好的實時性以及有源濾波器工作時的非線性與不確定性的特點，基于瞬時無功功率補償法的諧波電流檢測方法。有效的計算出電網中諧波電流、無功以及負序電流。并根據該算法的特點，將實時檢測出的畸變電流通過控制算法，研制的有源濾波器可對不對稱三相負載起到平衡作用。在MATLAB/simulink平臺下搭建仿真模型，與傳統的有源濾波器進行對比，仿真結果表明這種有源濾波器能夠更加迅速、精確的補償諧波電流。
上傳時間： 2013-10-10
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本文首先介紹了有源電力濾波器的基本結構和工作原理，并對一些常規的諧波電流檢測方法的優缺點進行了比較。其次，針對傳統的諧波電流檢測方法的缺陷，提出將神經網絡與基于噪聲抵消原理的自適應諧波檢測相結合，利用徑向基函數運算量小、收斂快、無局部極小值等優點，構造了一種基于徑向基函數神經網絡的諧波電流檢測方法，仿真結果表明該檢測方法具有很好的動態響應及畸變電流檢測精度。最后，設計了一套實驗系統，對本文所采用的系統方案進行了實驗驗證。仿真表明，本文所采用的有源電力濾波器檢測系統方案切實可行，能夠較好地實現動態檢測諧波和無功功率的目的。
上傳時間： 2017-07-27
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請波抑制在提升電能質量以及保障供用電設備的安全穩定運行等方面有若關鍵性作用；無功功率不僅對于供電側來說十分重要，而且在負載的正常運行過程中扮演著不可替代的角色。伴隨功率半導體開關器件的飛速發展，大量的非線性負載涌現在電力系統中，由此帶來的諧波污染和無功功率問題愈發嚴峻。在上述背景下，一方面可以對諧波進行抑制，另一方面又可以補償無功功率的有源電力濾波器則受到了國內外學者們的青睞。有源電力濾波器的主電路拓撲結構是系統中最基礎的部分，本文將由此出發，分別介紹各主電路的結構特征以及基本原理。簡單敘述了有源電力濾液器常用的語波檢測方法，比較其各白的優劣，其中著重突出本文所用到的基于瞬時無功功率的改進的ip-i法。針對傳統電流跟蹤控制策略對諧波信號跟蹤動態效果差、控制目標單一的問題，在三相四線制不對稱負載系統中，提出了一種多目標優化模型預測電流控制策略。首先建立四橋臂有源電力濾波器基于ap坐標系的離散化數學模型.以此來實現自然解耦控制：其次對預測電流進行兩步預測，實現對數字處理延時效應的補償，設置電流跟蹤偏差和開關頻率為目標函數，量化控制目標，預先評估各開關狀態的控制效果，根據評估結果決定變流器的開關狀態，去了PWM調制環節；再次討論了采樣頻率以及加權系數這兩個系統變量的取值對開關頻率和電流畸變率所造成的影響；文章的最后，為了驗證所提方法的有效性，在Matlab/Simulink仿真環境下進行實驗，結果證實所提策略諧波電流跟蹤性能良好
上傳時間： 2022-06-22
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本文主要對三相四線制系統中的有源電力濾波器進行了深入研究。主要的研究內容有：研究在三相三線制條件下的瞬時無功功率理論；尋找適合在三相四線制系統中諧波電流和零序電流的實時檢測方法；探討三相四線制系統中有源電力濾波器的主電路結構形式、控制方法和補償特性。論文首先研究了三相三線制系統中的瞬時無功功率理論，解釋了此條件下的瞬時有功功率、瞬時無功功率的定義及含義。在此基礎上，對采用零序電流分離法實現三相四線制系統中諧波電流和無功電流的實時檢測方法進行了研究，該方法基于瞬時無功功率理論，實時性好，易于數字化。在解決了三相四線制系統條件下諧波電流的實時檢測方法和有源電力濾波器主電路工作原理的基礎上，論文采用四相變流器作為有源電力濾波器的主電路，并對電路原理、主電路設計以及主要元器件的參數計算進行了詳細的介紹。論文設計了控制系統的硬件電路，介紹了采樣電路、DSP控制電路和驅動電路；根據控制系統的硬件設計，確定了軟件實現方案，給出了主程序、補償電流產生子程序和雙DSP通信子程序的設計流程圖。最后通過仿真和實驗，證明了所設計的三相四線制并聯型有源電力濾波器是合理有效的，為其推廣應用提供了理論和實驗根據。
標簽： 電力濾波器
上傳時間： 2022-06-22
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