混合型电力有源滤波器的结构及其控制方案

摘要

论文从电网谐波和无功等问题引起的危害说起，针对有源滤波器和无源补偿器各自的优缺点，提出了采用有源和无源相结合的基于双DSP控制器的无功与谐波自动补偿装置的设计方案。 论文讨论了无功与谐波自动补偿装置的基本原理及其构成，重点研究系统的无功和谐波补偿的相关问题。为满足畸变、不对称的电源情况下的应用要求，采用了同步检测方法生成指令电流，并对vd-vq滤波方法作了相应的改进。在分析三相三线电压型有源滤波器拓扑结构的基础上，提出了三相电流综合误差最小的开关控制策略，实现了三相电流的关联控制。 设计了基于TMS320LF2407和TMS320VC33双DSP结构的全数字化控制平台，完成了系统主电路和控制电路的设计与调试。用汇编语言编写了相应的控制软件，并利用SABER仿真软件对主电路进行了仿真研究，用搭建的实验平台对提出的控制策略进行实验验证。

目录

文摘

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符号说明

第一章谐波抑制和无功补偿

1.1谐波及无功功率的产生及危害

1.1.1谐波及无功功率的产生

1.1.2谐波的危害和无功功率的影响

1.2谐波和无功功率的研究及补偿措施

1.2.1谐波和无功功率的研究

1.2.2谐波抑制措施

1.2.3无功补偿措施

1.2.4补偿方案比较

1.3本文的研究内容

第二章无源补偿器的设计

2.1无源补偿器的主电路

2.2静止无功补偿装置

2.2.1晶闸管控制电抗器TCR

2.2.2晶闸管投切电容器TSC

2.3 LC滤波器

2.3.1 LC滤波器的结构和基本原理

2.3.1单调谐滤波器的结构和原理

2.3.2 LC滤波器的设计准则

2.4无源补偿网络的参数设计

2.4.1调谐滤波器

2.4.2 TSC的电容值

2.4.3 TCR的电感值

2.5无源补偿网络控制器的设计

2.5.1控制器结构框图及功能

2.5.2双向晶闸管驱动电路

2.5.3 CAN总线通讯电路

第三章有源滤波器的设计

3.1有源滤波器的系统构成及其分类

3.2有源滤波器的基本原理

3.3有源滤波器主电路的设计

3.3.1开关元件IGBT的选择

3.3.2直流侧电容和缓冲电路的设计

3.3.3电抗器电感值的计算

3.3.4 IGBT的散热器的设计

3.4有源滤波器控制电路的设计

3.4.1 TMS320 LF2407检测控制子系统

3.4.2 TMS320VC33浮点计算子系统

3.4.3双DSP间数据交换单元

3.4.4电源变换电路

3.4.5隔离驱动电路

3.4.6短路故障检测及保护电路

第四章无功与谐波自动补偿装置的设计

4.1总体构成

4.2装置控制系统的总体结构

4.3有源滤波器与无源补偿器的协调控制

4.4指令电流和开关控制策略的生成

4.4.1有源滤波器指令电流的生成

4.4.2有源滤波器的开关控制策略

第五章控制系统的调试

5.1软件开发环境简介

5.2 F2407软件结构框图

5.2.1片外AD7864采样和PWM波形发生程序

5.2.2 CAN通信程序

5.2.3 SPI点亮发光二极管程序

5.2.4液晶显示程序

5.3 VC33软件结构框图

5.4数据的传递与处理

第六章主电路的软件仿真

第七章全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢