并联型有源电力滤波器设计.doc
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并联型有源电力滤波器设计,1.73万字我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用摘要： 本文介绍了一种具有补偿谐波电流、功率因数和保持电流平衡能力的并联型有源电力滤波器。该有源型滤波器克服了无源滤波器的缺陷，能够对谐波进行快速有效的补偿。本文设计了一种以tms320c32型dsp芯片为核心的有源电力滤波器的硬件...
内容介绍
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并联型有源电力滤波器设计
1.73万字
我自己原创的毕业论文，仅在本站独家提交，大家放心使用
摘要： 本文介绍了一种具有补偿谐波电流、功率因数和保持电流平衡能力的并联型有源电力滤波器。该有源型滤波器克服了无源滤波器的缺陷，能够对谐波进行快速有效的补偿。本文设计了一种以TMS320C32型DSP芯片为核心的有源电力滤波器的硬件系统，它实现了谐波电流的跟踪、计算及控制。
有源滤波器的设计采用了基于瞬时无功功率理论的电流检测法。它检测延迟少，响应速度快，能准确的检测出电网中的瞬态变化，具有很好的实时性。本文中电流控制采用滞环控制方式的跟踪型PWM控制方法。
最后，在MATLAB SIMULINK的仿真环境下建立有源电力滤波器的仿真模型，对设计方案进行模拟仿真。仿真结果表明了有源电力滤波器在任何电压条件下（平衡、非平衡）对三相负载的谐波电流都有出色的补偿性能。
关键词： 有源电力滤波器；谐波电流；瞬时无功功率理论；DSP处理器
Design of Shunt Active Power Filter
Abstract：This paper describes a shunt active power filter with ability to compensate current harmonics, power factor and current balance. The active filter overcomes the shortcomings of the passive filter and it’s able to compensate harmonics quickly and efficiently. This paper presents a shunt active power filter(SAPF) hardware system as the core of TMS320C32 DSP chip type , which implements the track , measure and control of harmonic current.
The Design of Active filter uses current detection method based on instantaneous reactive power theory. It detects fewer delays, responses fastly and detects transient changes accurately in the grid, it has good real-time. Therefore, current control uses tracking PWM control method using hysteresis control mode in the paper.
Finally, a SAPF simulation model is constructed in SIMULINK environment of MATLAB software to conduct simulation of the design. The Simulation results show that the active power filter has excellent compensation performance for harmonic current of three-phase load in any voltage conditions(balanced or unbalanced ).
Keywords：active power filter; harmonic currents; instantaneous reactive power theory; DSP processor
目 录
第一章 绪论 1
1.1谐波的产生及其危害 1
1.2谐波抑制的方法 1
1.3有源电力滤波器的发展历史和发展趋势 2
1.3.1有源电力滤波器的发展历史 2
1.3.2有源电力滤波器的发展趋势 2
1.4论文设计的内容 3
第二章 有源电力滤波器的基本原理 4
2.1 有源电力滤波器的分类 4
2.1.1 并联型有源电力滤波器 4
2.1.2 串联型有源电力滤波器 5
2.1.3混合型有源电力滤波器 6
2.2并联有源电力滤波器的构成和基本原理 6
2.2.1指令电流运算电路 7
2.2.2 电流跟踪控制电路 8
2.2.3主电路结构 11
2.3 并联型有源电力滤波器的主电路设计 12
2.3.1主电路电力电子器件的选取 12
2.3.2主电路直流侧电压计算和电容选取 12
2.3.3主电路交流侧电抗器的选取 13
2.3.4 主电路设计计算 15
2.4 有源电力滤波器的特性 16
2.4.1 双向补偿特性 16
2.4.2 其他特性 17
第三章瞬时无功功率理论及谐波电流检测方法 18
3.1 三相电路瞬时无功功率理论 18
3.2.基于瞬时无功功率的谐波电流检测方法 21
3.2.1 法和法在三相三线制电路中的应用 21
第4章 基于DSP的有源电力滤波器的控制系统设计 25
4.1 控制系统的总体设计 25
4.2 有源电力滤波器的硬件设计方案 26
4.2.1 系统的整体硬件设计 26
4.2.2 DSP控制芯片简介 26
4.2.3复位和时钟电路 27
4.2.4 存储器接口 28
4.2.5 A/D转换电路 28
4.2.6 过零同步电压信号发生电路 29
4.3 有源电力滤波器的软件流程设计 30
4.3.1 控制系统的主程序流程 30
4.3.2控制系统的子程序流程 31
4.3.2.1 A/D模数转换模块 31
4.3.2.2 谐波电流计算模块 32
4.3.3.3 PWM波形输出模块 32
第5章 并联型有源电力滤波器的仿真分析 34
5.1 并联型有源电力滤波器系统仿真模型 34
5.2主电路的仿真 34
5.3 谐波电流检测电路的仿真 35
5.4 仿真结果及分析 38
第6章 结论 41
致谢 42
参考文献 43
1.73万字
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摘要： 本文介绍了一种具有补偿谐波电流、功率因数和保持电流平衡能力的并联型有源电力滤波器。该有源型滤波器克服了无源滤波器的缺陷，能够对谐波进行快速有效的补偿。本文设计了一种以TMS320C32型DSP芯片为核心的有源电力滤波器的硬件系统，它实现了谐波电流的跟踪、计算及控制。
有源滤波器的设计采用了基于瞬时无功功率理论的电流检测法。它检测延迟少，响应速度快，能准确的检测出电网中的瞬态变化，具有很好的实时性。本文中电流控制采用滞环控制方式的跟踪型PWM控制方法。
最后，在MATLAB SIMULINK的仿真环境下建立有源电力滤波器的仿真模型，对设计方案进行模拟仿真。仿真结果表明了有源电力滤波器在任何电压条件下（平衡、非平衡）对三相负载的谐波电流都有出色的补偿性能。
关键词： 有源电力滤波器；谐波电流；瞬时无功功率理论；DSP处理器
Design of Shunt Active Power Filter
Abstract：This paper describes a shunt active power filter with ability to compensate current harmonics, power factor and current balance. The active filter overcomes the shortcomings of the passive filter and it’s able to compensate harmonics quickly and efficiently. This paper presents a shunt active power filter(SAPF) hardware system as the core of TMS320C32 DSP chip type , which implements the track , measure and control of harmonic current.
The Design of Active filter uses current detection method based on instantaneous reactive power theory. It detects fewer delays, responses fastly and detects transient changes accurately in the grid, it has good real-time. Therefore, current control uses tracking PWM control method using hysteresis control mode in the paper.
Finally, a SAPF simulation model is constructed in SIMULINK environment of MATLAB software to conduct simulation of the design. The Simulation results show that the active power filter has excellent compensation performance for harmonic current of three-phase load in any voltage conditions(balanced or unbalanced ).
Keywords：active power filter; harmonic currents; instantaneous reactive power theory; DSP processor
目 录
第一章 绪论 1
1.1谐波的产生及其危害 1
1.2谐波抑制的方法 1
1.3有源电力滤波器的发展历史和发展趋势 2
1.3.1有源电力滤波器的发展历史 2
1.3.2有源电力滤波器的发展趋势 2
1.4论文设计的内容 3
第二章 有源电力滤波器的基本原理 4
2.1 有源电力滤波器的分类 4
2.1.1 并联型有源电力滤波器 4
2.1.2 串联型有源电力滤波器 5
2.1.3混合型有源电力滤波器 6
2.2并联有源电力滤波器的构成和基本原理 6
2.2.1指令电流运算电路 7
2.2.2 电流跟踪控制电路 8
2.2.3主电路结构 11
2.3 并联型有源电力滤波器的主电路设计 12
2.3.1主电路电力电子器件的选取 12
2.3.2主电路直流侧电压计算和电容选取 12
2.3.3主电路交流侧电抗器的选取 13
2.3.4 主电路设计计算 15
2.4 有源电力滤波器的特性 16
2.4.1 双向补偿特性 16
2.4.2 其他特性 17
第三章瞬时无功功率理论及谐波电流检测方法 18
3.1 三相电路瞬时无功功率理论 18
3.2.基于瞬时无功功率的谐波电流检测方法 21
3.2.1 法和法在三相三线制电路中的应用 21
第4章 基于DSP的有源电力滤波器的控制系统设计 25
4.1 控制系统的总体设计 25
4.2 有源电力滤波器的硬件设计方案 26
4.2.1 系统的整体硬件设计 26
4.2.2 DSP控制芯片简介 26
4.2.3复位和时钟电路 27
4.2.4 存储器接口 28
4.2.5 A/D转换电路 28
4.2.6 过零同步电压信号发生电路 29
4.3 有源电力滤波器的软件流程设计 30
4.3.1 控制系统的主程序流程 30
4.3.2控制系统的子程序流程 31
4.3.2.1 A/D模数转换模块 31
4.3.2.2 谐波电流计算模块 32
4.3.3.3 PWM波形输出模块 32
第5章 并联型有源电力滤波器的仿真分析 34
5.1 并联型有源电力滤波器系统仿真模型 34
5.2主电路的仿真 34
5.3 谐波电流检测电路的仿真 35
5.4 仿真结果及分析 38
第6章 结论 41
致谢 42
参考文献 43
