基于DSP的并联型有源电力滤波器实验装置研制

摘要

随着电力电子装置的广泛应用,电力系统的谐波和无功问题日益严重.传统的无功补偿及谐波抑制方法已难以满足现代电力系统的需要.作为一种新型的补偿装置,有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)以其对电网负载、系统参数变化的自适应能力和较高的反应速度被认为是目前最具发展潜力的无功和谐波补偿方法,因而得到了迅速的发展,在国外已开始应用于实际生产中.目前,我国对有源电力滤波器的研究和开发尚处于实验阶段,暂时没有大容量的成熟产品投入使用,因此对有源电力滤波器的研究具有十分重要的意义. 本文以数字信号处理芯片 TMS320F2812为核心控制芯片和智能功率模块PM30CSJ060为功率单元设计了一台补偿容量约为330VA的单一并联型小容量有源电力滤波器实验装置,详细讨论了滤波器的主电路和控制电路设计过程,其中包括信号采集和调理回路,直流侧稳压电容、交流侧滤波电感的选择,直流电压传感器以及主电路外围保护电路的设计. 文中采用一种有别于传统程序开发的方法编制了滤波器实验装置的软件,其中包括依据相关的经验公式,通过实验调试的方法选择了指令电流跟踪回路和直流侧电容电压控制回路的PI控制器的参数,合理选择了低通数字滤波器的相关参数,以既保证指令信号的实时性,又满足滤波器的滤波效果.最后,给出了实验波形和数据分析,验证了滤波器硬件和软件设计的基本合理性.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2课题的发展现状和前景

1.3本文所做工作

2有源电力滤波器

2.1有源电力滤波器概述

2.2并联型有源电力滤波器

2.3 小结

3基于DSP的有源电力滤波器硬件电路设计

3.1总体设计

3.2采样及调理电路

3.3直流侧电容的计算

3.4交流侧滤波电感的计算

3.5 IPM光耦接口电路设计

3.6 IPM保护电路设计

3.7小结

4基于DSP的有源电力滤波器软件的开发

4.1软件开发原理概述

4.2 DSP的嵌入式工具箱

4.3软件总体框图

4.4指令电流运算

4.5直流侧电压控制

4.6 PWM脉冲输出模块

4.7整体软件的编制

4.8 小结

5有源电力滤波器实验研究

5.1实验装置的结构和参数

5.2实验波形及结果分析

5.3小结

6结论

6.1结论

6.2工作展望

致谢

参考文献

附录攻读硕士学位期间发表的论文