电气自动化答辩学习教案

1、会计学1电气电气(dinq)自动化答辩自动化答辩第一页，共25页。三相有源电力滤波器控制系统(kn zh x tn)的研制Development of Control System of Three-phase Active Power Filter 导师(dosh)：班级： 姓名： 第1页/共25页第二页，共25页。34致致 谢谢选题选题(xun t)背景背景第2页/共25页第三页，共25页。一、选题(xun t)背景第3页/共25页第四页，共25页。选题选题(xun t)背景背景随着大量电力电子装置的应用，由此随着大量电力电子装置的应用，由此引起引起(ynq)(ynq)的电力系统谐波污染也

2、的电力系统谐波污染也越来越严重越来越严重 降低电能的生产，传输和利用降低电能的生产，传输和利用效率效率引起电气设备过热，缩短使用引起电气设备过热，缩短使用寿命，甚至发生故障或烧毁寿命，甚至发生故障或烧毁使电力系统局部谐振，造成电使电力系统局部谐振，造成电容等设备的烧毁容等设备的烧毁第4页/共25页第五页，共25页。选题选题(xun t)背景背景 随着电力电子技术的发展，目前采用电随着电力电子技术的发展，目前采用电力电子装置进行谐波抑制已成为谐波治理力电子装置进行谐波抑制已成为谐波治理中一个很重要的趋势，其中，有源电力滤中一个很重要的趋势，其中，有源电力滤波器（波器（Active Power F

3、ilter,APF）被公认）被公认为是治理电网谐波，提高电能为是治理电网谐波，提高电能(dinnng)质量最为有效的手段。质量最为有效的手段。第5页/共25页第六页，共25页。选题选题(xun t)背景背景第6页/共25页第七页，共25页。二、设计二、设计(shj)内容内容第7页/共25页第八页，共25页。控制方案的确定控制方案的确定谐波检测方法的选择谐波检测方法的选择并联型并联型APF工作原理的工作原理的分析分析硬件及软件部分实现硬件及软件部分实现2 设计设计(shj)内容内容第8页/共25页第九页，共25页。APF工作工作(gngzu)原理原理并联并联(bnglin)型型APF结构结构原理

4、图为原理图为第9页/共25页第十页，共25页。谐波谐波(xi b)检测检测 谐波电流检测是谐波电流检测是APF的关键性技术，准确地检测出负载的关键性技术，准确地检测出负载电流中的谐波分量是进行电流中的谐波分量是进行(jnxng)谐波补偿的前提，实时、谐波补偿的前提，实时、快速、精确地检测谐波的优劣直接影响到快速、精确地检测谐波的优劣直接影响到APF的补偿效果。的补偿效果。因此，谐波电流的检测技术成为热门的研究课题之一。因此，谐波电流的检测技术成为热门的研究课题之一。模拟滤波器检测法基于自适应滤波其他方法 基于瞬时无功功率理论基于傅里叶变换的谐波检测法第10页/共25页第十一页，共25页。谐波谐

5、波(xi b)检测检测基于瞬时基于瞬时(shn sh)无功功率的无功功率的ip-iq谐波检测法的原理图谐波检测法的原理图如下图所示如下图所示第11页/共25页第十二页，共25页。谐波谐波(xi b)检测检测仿真仿真(fn zhn)模模型图型图第12页/共25页第十三页，共25页。 控制方案控制方案(fng n)的确定的确定 在得到精确的指令电流的前提下，整个控制在得到精确的指令电流的前提下，整个控制(kngzh)系统对有源电力滤波器是否能够精确的补偿谐波和无功起决定作用，控制系统对有源电力滤波器是否能够精确的补偿谐波和无功起决定作用，控制(kngzh)系统的主要任务是根据指令运算电路得到指令电

6、流信号，控制系统的主要任务是根据指令运算电路得到指令电流信号，控制(kngzh)PWM变流器中开关管的通断，使实际输出补偿电流能够实时跟随指令电流，达到补偿谐波电流的目的。本论文采用的控制变流器中开关管的通断，使实际输出补偿电流能够实时跟随指令电流，达到补偿谐波电流的目的。本论文采用的控制(kngzh)策略为空间电压矢量（策略为空间电压矢量（SVPWM）控制）控制(kngzh)。第13页/共25页第十四页，共25页。控制控制(kngzh)方案的确定方案的确定SVPWM调制原理调制原理(yunl)的的实现实现确定确定(qudng)失失量所在的扇量所在的扇区区相邻两电压矢相邻两电压矢量作用时间的量

7、作用时间的计算计算计算三相电压计算三相电压空间矢量切换空间矢量切换点的时间点的时间 Tcm1 、Tcm2、Tcm3123第14页/共25页第十五页，共25页。控制方案控制方案(fng n)的确定的确定 piAPF自身是一个高度耦合的复杂系统自身是一个高度耦合的复杂系统(xtng)，下图为前馈解耦闭环，下图为前馈解耦闭环控制框图，经控制框图，经SVPWM的调制算法，产生六路脉冲控制变流器中的的调制算法，产生六路脉冲控制变流器中的IGBT的开通与关断，从而实现对的开通与关断，从而实现对APF的控制的控制第15页/共25页第十六页，共25页。 硬件电路硬件电路(dinl)实实现现第16页/共25页第

8、十七页，共25页。软件软件(run jin)流程图的设计流程图的设计DSP专用供电电源模块TPS767D318DSP主控芯片TMS320F2812JTAG仿真接口看门狗复位芯片TPS3823模块上位机通信保护信号接口I/O接口APF的谐波电流的计算和处理，的谐波电流的计算和处理，AD产生、产生、SPI主机通信、主机通信、RS485上位机通信接口、运行上位机通信接口、运行(ynxng)，故障指示、中断处理、，故障指示、中断处理、PWM波形交流接触器控制等功能。波形交流接触器控制等功能。第17页/共25页第十八页，共25页。软件软件(run jin)流流程图的设计程图的设计第18页/共25页第十九

9、页，共25页。软件软件(run jin)流程流程图的设计图的设计第19页/共25页第二十页，共25页。三、总结(zngji)第20页/共25页第二十一页，共25页。 总结总结(zngji)分析并联型分析并联型APF的工作原理的工作原理阈值的选取要考虑阈值和阈值函数是耦合的关系阈值的选取要考虑阈值和阈值函数是耦合的关系控制系统硬件电路控制系统硬件电路(dinl)和基于和基于DSP软件控制流程图的实现软件控制流程图的实现基于瞬时无功功率的基于瞬时无功功率的ip-iq谐波谐波(xi b)电流检测电流检测基本原理就是从负载电流中检测出谐波电流，由APF装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的电流，使电网中只存在基波电流，从而达到补偿的目的分析ip-iq检测法的原理，在simulink中建模并仿真根据指令电流信号，控制PWM变流器中开关管的通断，使实际输出补偿电流能够实时跟随指令电流，达到补偿谐波电流的目的硬件电路设计；控制根据系统原理画出软件流程图控制策略的选择控制策略的选择第21页/共25页第二十二页，共25页。有待有待(yudi)研究研究132软件软件(run jin)编程编程系统系统(xtng)仿