有源电力滤波器硬件电路设计（毕业设计）.zip

摘 要

随着电力电子技术的不断进步，各种非线性、冲击性的电力电子已成为电网中主要的谐波污染源。它不仅降低了电网向用户供电的电能质量，而且对电网和用电设备也造成了危害，因此，谐波抑制的一个重要发展趋势就是采用有源电力滤波器。通过有源电力滤波器对电力系统中的谐波进行跟踪补偿和抑制，以弥补LC无源电力滤波器在滤波中的不足。有源电力滤波器（APF）是一种用于动态抑制谐波和改善功率因数的新型电力电子装置，通过向电网送入与原有谐波幅值相等、相位相反的电流，达到改善和提高电能质量的目的。

本设计首先介绍了有源电力滤波器的发展历史、研究现状和发展趋势，然后介绍了谐波和无功功率的概念及危害，重点介绍了多种谐波抑制技术方法和PWM控制策略。以三相并联有源电力滤波器为研究对象，对其工作原理，拓扑结构，主电路的形式等内容作了深入的研究，并以TMS320F2812 DSP芯片作为核心处理器，介绍了APF核心控制芯片的特点和原理。对负载电流信号调理电路、同步电压过零信号发生电路及锁相电路、光耦合隔离电路、驱动电路进行了设计。



关键词：谐波抑制；PWM控制策略；TMS320F2812 ；APF；



























Abstract



With the power of electronic technology advances in a variety of non-linear, the impact of power electronics has become the main power grid harmonic sources. It not only reduces the power grid to the power quality of electricity supply and electrical equipment on the power grid and causing harm. Therefore, the harmonic suppression of a major development trend is the use of active power filter on the power system to track compensation and harmonic suppression, to make up for the traditional LC filter circuit in less than no chance. Active power filter (APF) is a harmonic suppression for dynamic and improve the power factor of a new type of power electronic devices.It sent to the grid equal to the original harmonic amplitude, phase reverse current to improve and enhance the purpose of power quality.

The design first introduced yuan power filter development, research and development trends, and then introduced the harmonic and reactive power and against the concept, focusing on a variety of methods of harmonic suppression and PWM control strategy. To three-phase shunt active power filter for the study of its working principle, topology, the main form of circuit-depth study of the contents, and TMS320F2812 DSP chip as the core processor, introduced the core control chip APF characteristics and principles. Design the load current signal conditioning circuit, synchronous voltage zero-crossing signal circuits and phase-locked circuit, optical coupling isolation circuit, driver circuit .



Key words: Harmonic Suppression; APF; PWM Control Strategy; TMS320F2812













目 录



摘 要 i

Abstract ii

第一章 绪论 1

1.1 有源电力滤波器的意义 1

1.2 谐波和无功功率的定义 1

1.3 谐波及无功功率的危害 5

1.4 谐波抑制技术的发展现状 6

1.5 本设计主要研究内容 8

第二章 有源电力滤波器的基础理论 9

2.1 有源电力滤波器的分类及拓扑结构 9

2.2 并联型有源电力滤波器的基本原理 15

第三章 谐波电流检测技术及控制方法 17

3.1 谐波电流检测技术 17

3.2 基于瞬时无功功率的检测法 19

3.3 有源电力滤波器的PWM控制方法 22

第四章 有源电力滤波器主电路设计 26

4.1 有源电力滤波器的主电路 26

4.2 主电路的总体设计 27

4.3 LC无源滤波器的结构和设计 29

4.4 主电路参数选择 32

第五章 并联型有源电力滤波器的硬件设计 35

5.1 有源电力滤波器结构 35

5.2 有源电力滤波器硬件电路 35

5.3 DSP核心控制芯片——TMS320F2812 37

5.4 负载电流信号调理电路 40

5.5 同步电压过零信号发生电路及锁相电路 41

5.6 电流跟踪控制电路 44

5.7 光电耦合隔离电路 45

5.8 驱动电路 45

5.9 其它电路 47

结论与进一步的工作 49

参考文献 50

外文文献 52

致 谢 68