电流平均值谐波检测法DSP实现及其有源电力滤波器实验研究

摘要

该论文首先对国内外谐波抑制技术发展现状、有源电力滤波器原理与结构及三相瞬时无功功率理论进行了综述.重点研究了基于瞬时无功功率理论i<,p>-i<,q>检测法及改进的电流移动平均值谐波检测法.在对电流移动平均值原理进行分析的基础上,给出了电流平均值谐波检测方案及实现检测的原理框图.接着以MATLAB6.1软件包中的SIMULINK仿真环境为平台,构建了平均值谐波检测法的仿真模型;对电流平均值谐波检测方案进行了仿真研究,并与基于滤波器的i<,p>-i<,q>谐波检测法的仿真结果进行了分析对比.结果表明,所采用的仿真方法与所构建的仿真模型不仅有效,而且证实了平均值谐波检测法比滤波器法有良好的动态响应性能.在仿真基础上,提出了基于LF2407ADSP芯片电流平均值谐波检测法的数字实现方案,进而开发了三相并联型数字有源电力滤波器实验系统.进行了软、硬件设计.搭建的硬件电路包括:过零同步检测、电流和电压检测、PWM输出等几部分.采用模块化设计思路,用DSP汇编语言编写了系统软件,其中包括:ADC及中断处理、捕获及捕获中断处理、三相到两相电流转换、平均值法谐波计算、两相到三相变换、PI调节、PWM输出控制及主程序等模块,并在CC'C2000软件开发系统下进行了调试.为实现电流同步采样处理,根据LF2407A事件管理器捕获单元特点,提出一种用软件实现锁相环的控制方法.最后对有源电力滤波器进行了系统调试.实验结果表明,采用电流平均值谐波检测法结合软件锁相环控制方法能有效、准确的检测谐波,用该检测法开发的DSP有源电力滤波器实验系统,能够有效消除由非线性负载产生的谐波.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1概述

1.1.1谐波含义及其产生

1.1.2谐波的危害

1.1.3谐波研究意义

1.2谐波抑制技术现状

1.2.1无源滤波器及其应用

1.2.2有源电力滤波器发展概况

1.3本论文主要工作

第二章有源电力滤波器原理和结构

2.1有源电力滤波器工作原理

2.2有源电力滤波器系统构成

2.2.1并联型有源电力滤波器

2.2.2串联型有源电力滤波器

2.3有源电力滤波器的主电路

2.3.1 PWM逆变器主电路

2.3.2 PWM逆变器工作原理

2.3.3电流跟踪控制方式

第三章瞬时谐波及无功电流检测方法

3.1概述

3.2基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法

3.2.1瞬时无功功率的基础理论

3.2.2三相电路谐波和无功电流实时检测

3.3基于电流移动平均值原理谐波检测新方法

3.3.1电流移动平均值原理

3.3.2基于移动平均值原理的谐波检测法

第四章电流平均值谐波检测方法仿真研究

4.1概述

4.2电流变换及移动平均值模块在Simulink下的实现

4.3电流平均值原理谐波检测在Simulink下的实现

4.4电流平均值原理谐波检测仿真结果

4.4.1负载恒定时的仿真

4.4.2负载变化时的仿真

4.5小结

第五章基于DSP有源电力滤波器的实现

5.1概述

5.2以DSP为核心有源电力滤波器系统

5.3 TMS320LF2407A芯片及ICETEKLF2407A目标板简介

5.4系统硬件设计

5.4.1谐波电流检测系统的硬件电路

5.4.2同步过零检测电路设计

5.4.3 PWM输出电路

5.5系统软件设计

5.5.1系统控制策略

5.5.2软件锁相环设计

5.5.3 A/D采样及数据转换处理

5.5.4电流平均值谐波检测的数字实现

5.5.5中断控制

5.5.6 PWM控制方式

5.6实验结果及分析

总结与展望

参考文献

论文发表情况

致谢