電氣自動(dòng)化答辯

1、三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制120152015年年0 06 6月月三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制2三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制Development of Control System of Three-phase Active Power Filter 導(dǎo)師：導(dǎo)師：班級(jí)：班級(jí)： 姓名：姓名： 三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制334致致 謝謝選題背景選題背景三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制4一、選題背景一、選題背景三相有源電力

2、濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制5選題背景選題背景隨著大量電力電子裝置的應(yīng)用，由此引隨著大量電力電子裝置的應(yīng)用，由此引起的電力系統(tǒng)諧波污染也越來(lái)越嚴(yán)重起的電力系統(tǒng)諧波污染也越來(lái)越嚴(yán)重 降低電能的生產(chǎn)，傳輸和利用降低電能的生產(chǎn)，傳輸和利用效率效率引起電氣設(shè)備過(guò)熱，縮短使用引起電氣設(shè)備過(guò)熱，縮短使用壽命，甚至發(fā)生故障或燒毀壽命，甚至發(fā)生故障或燒毀使電力系統(tǒng)局部諧振，造成電使電力系統(tǒng)局部諧振，造成電容等設(shè)備的燒毀容等設(shè)備的燒毀三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制6選題背景選題背景 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，目前采用隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，目前采用電力電子

3、裝置進(jìn)行諧波抑制已成為諧波電力電子裝置進(jìn)行諧波抑制已成為諧波治理中一個(gè)很重要的趨勢(shì)，其中，有源治理中一個(gè)很重要的趨勢(shì)，其中，有源電力濾波器（電力濾波器（Active Power Filter,APF）被公認(rèn)為是治理電網(wǎng)諧波）被公認(rèn)為是治理電網(wǎng)諧波，提高電能質(zhì)量最為有效的手段。，提高電能質(zhì)量最為有效的手段。三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制7選題背景選題背景三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制8二、設(shè)計(jì)內(nèi)容二、設(shè)計(jì)內(nèi)容三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制9控制方案的確定控制方案的確定諧波檢測(cè)方法的選擇諧波檢測(cè)方

4、法的選擇并聯(lián)型并聯(lián)型APF工作原理的工作原理的分析分析硬件及軟件部分實(shí)現(xiàn)硬件及軟件部分實(shí)現(xiàn)2 設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制10APF工作原理工作原理并聯(lián)型并聯(lián)型APF結(jié)構(gòu)原理圖為結(jié)構(gòu)原理圖為三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制11諧波檢測(cè)諧波檢測(cè) 諧波電流檢測(cè)是諧波電流檢測(cè)是APF的關(guān)鍵性技術(shù)，準(zhǔn)確地檢測(cè)出負(fù)載的關(guān)鍵性技術(shù)，準(zhǔn)確地檢測(cè)出負(fù)載電流中的諧波分量是進(jìn)行諧波補(bǔ)償?shù)那疤?，?shí)時(shí)、快速、精電流中的諧波分量是進(jìn)行諧波補(bǔ)償?shù)那疤?，?shí)時(shí)、快速、精確地檢測(cè)諧波的優(yōu)劣直接影響到確地檢測(cè)諧波的優(yōu)劣直接影響到APF的補(bǔ)償效果。

5、因此，諧的補(bǔ)償效果。因此，諧波電流的檢測(cè)技術(shù)成為熱門(mén)的研究課題之一。波電流的檢測(cè)技術(shù)成為熱門(mén)的研究課題之一。模擬濾波器檢測(cè)法基于自適應(yīng)濾波其他方法 基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論基于傅里葉變換的諧波檢測(cè)法三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制12諧波檢測(cè)諧波檢測(cè)基于瞬時(shí)無(wú)功功率的基于瞬時(shí)無(wú)功功率的ip-iq諧波檢測(cè)法的原理圖如下圖所示諧波檢測(cè)法的原理圖如下圖所示三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制13諧波檢測(cè)諧波檢測(cè)仿真模型圖仿真模型圖三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制14 控制方案的確定控制方案的確定 在得到精確的指令

6、電流的前提下，整個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)在得到精確的指令電流的前提下，整個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)有源電力濾波器是否能夠精確的補(bǔ)償諧波和無(wú)功起決有源電力濾波器是否能夠精確的補(bǔ)償諧波和無(wú)功起決定作用，控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)指令運(yùn)算電路得定作用，控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)指令運(yùn)算電路得到指令電流信號(hào)，控制到指令電流信號(hào)，控制PWM變流器中開(kāi)關(guān)管的通斷，變流器中開(kāi)關(guān)管的通斷，使實(shí)際輸出補(bǔ)償電流能夠?qū)崟r(shí)跟隨指令電流，達(dá)到補(bǔ)使實(shí)際輸出補(bǔ)償電流能夠?qū)崟r(shí)跟隨指令電流，達(dá)到補(bǔ)償諧波電流的目的。本論文采用的控制策略為償諧波電流的目的。本論文采用的控制策略為空間電空間電壓矢量（壓矢量（SVPWM）控制?？刂?。三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研

7、制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制15控制方案的確定控制方案的確定SVPWM調(diào)制原理的實(shí)現(xiàn)調(diào)制原理的實(shí)現(xiàn)確定失量所確定失量所在的扇區(qū)在的扇區(qū)相鄰兩電壓矢相鄰兩電壓矢量作用時(shí)間的量作用時(shí)間的計(jì)算計(jì)算計(jì)算三相電計(jì)算三相電壓空間矢量壓空間矢量切換點(diǎn)的時(shí)切換點(diǎn)的時(shí)間間 Tcm1 、Tcm2、Tcm3123三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制16控制方案的確定控制方案的確定 piAPF自身是一個(gè)高度耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，下圖為前饋解耦閉環(huán)自身是一個(gè)高度耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，下圖為前饋解耦閉環(huán)控制框圖，經(jīng)控制框圖，經(jīng)SVPWM的調(diào)制算法，產(chǎn)生六路脈沖控制變流器的調(diào)制算法，產(chǎn)生六路脈沖控制變

8、流器中的中的IGBT的開(kāi)通與關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)的開(kāi)通與關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)APF的控制的控制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制17 硬件電路實(shí)現(xiàn)硬件電路實(shí)現(xiàn)三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制18軟件流程圖的設(shè)計(jì)軟件流程圖的設(shè)計(jì)DSP專用供電電源模塊TPS767D318DSP主控芯片TMS320F2812JTAG仿真接口看門(mén)狗復(fù)位芯片TPS3823模塊上位機(jī)通信保護(hù)信號(hào)接口I/O接口APF的諧波電流的計(jì)算和處理，的諧波電流的計(jì)算和處理，AD產(chǎn)生、產(chǎn)生、SPI主機(jī)通信、主機(jī)通信、RS485上位機(jī)通上位機(jī)通信接口、運(yùn)行，故障指示、中斷處理、信接口

9、、運(yùn)行，故障指示、中斷處理、PWM波形交流接觸器控制等功能。波形交流接觸器控制等功能。三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制19軟件流程圖的設(shè)計(jì)軟件流程圖的設(shè)計(jì)三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制20軟件流程圖的設(shè)計(jì)軟件流程圖的設(shè)計(jì)三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制21三、總結(jié)三、總結(jié)三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制22 總結(jié)總結(jié)分析并聯(lián)型分析并聯(lián)型APF的工作原理的工作原理閾值的選取要考慮閾值和閾值閾值的選取要考慮閾值和閾值函數(shù)是耦合的關(guān)系函數(shù)是耦合的關(guān)系控制系統(tǒng)硬件電路和基于

10、控制系統(tǒng)硬件電路和基于DSP軟軟件控制流程圖的實(shí)現(xiàn)件控制流程圖的實(shí)現(xiàn)基于瞬時(shí)無(wú)功功率的基于瞬時(shí)無(wú)功功率的ip-iq諧諧波電流檢測(cè)波電流檢測(cè)基本原理就是從負(fù)載電流中檢測(cè)基本原理就是從負(fù)載電流中檢測(cè)出諧波電流，由出諧波電流，由APF裝置產(chǎn)生一裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的電流，使電網(wǎng)中只存在基相反的電流，使電網(wǎng)中只存在基波電流，從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康牟娏?，從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康姆治龇治鰅p-iq檢測(cè)法的原理，在檢測(cè)法的原理，在simulink中建模并仿真中建模并仿真根據(jù)指令電流信號(hào)，控制根據(jù)指令電流信號(hào)，控制PWM變流器中開(kāi)關(guān)管的通變流器中開(kāi)關(guān)管的通斷，使實(shí)際輸出補(bǔ)償電流能斷，使實(shí)際輸出補(bǔ)償電流能夠?qū)崟r(shí)跟隨指令電流，達(dá)到夠?qū)崟r(shí)跟隨指令電流，達(dá)到補(bǔ)償諧波電流的目的補(bǔ)償諧波電流的目的硬件電路設(shè)計(jì)；硬件電路設(shè)計(jì)；控制根據(jù)系統(tǒng)原理畫(huà)控制根據(jù)系統(tǒng)原理畫(huà)出軟件流程圖出軟件流程圖控制策略的選擇控制策略的選擇三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)的研制