基于MATLAB谐波电流检测仿真研究
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如果将整流相数增加到12 相,则5 次谐波电流下降到基波电流的4.5%,7 次谐波电流下降到3%。
除了可对整流器本身进行改造外,当有多台相同的6 脉动换流器同时工作时,可以用取自同一电源的换流变压器二次绕组之间适当的移相,以达到提高整流脉动数的目的。
(2)采用交流滤波装置。
采用交流滤波装置在谐波源的附近就近吸收谐波电流,以降低连接点处的谐波电压。
滤波装置是由电阻、电感、电容等元件组成的串联谐振电路,利用其串联谐振时阻抗最小的特性,消除5、7、11 次等高次谐波。
在运行中滤波器除了能起到滤波作用外还能兼顾无功补偿的需要。
(3)抑制快速变化的谐波。
快速变化的谐波源(如电弧炉、电力机车、晶闸管供电的轧钢机和卷扬机等)除了产生谐波外,往往还会引起供电电压的波动和闪变,有的(如电气化铁道的机车,处于熔化期的电弧炉等)还会造成系统电压三相不平衡,严重影响公用电网的电能质量。
抑制快速变化谐波较全面的技术措施就是在谐波源处并联装设静止无功补偿装置,可有效减小波动谐波源的谐波量,同时,可以抑制电压波动、闪变、三相不平衡,还可补偿功率因数,目前技术上较成熟。
(4)避免并联电容器组对谐波的放大作用。
在电力系统,中并联电容器组可以改善无功,起改善功率因数和调节电压的作用。
当有谐波源时,在一定的参数下,电容器组会对谐波起放大作用,危及电容器本身和附近电气设备的安全。
因此可采取改变电容器的串联电抗器,或将电容器组的一些支路改为滤波器,还可以采取限定电容器组的投入容量,避免电容器对谐波的放大。
(5)LC无源滤波法。
LC无源滤波器是一种常用的谐波补偿装置。
它的基本工作原理是利用LC谐振回路的特点抑制向电网注入的谐波电流。
当谐振回路的谐振频率和其中一高次谐波电流频率相同时,则可将该次谐波电流滤除,使其不会进入电网。
多个不同谐振频率的谐振回路可溥除多个高次谐波电流,这种方法简单易行。
(6)采用有源电力滤波器APF(Active Power Filter)。
摘要本论文首先对国外谐波抑制技术开展现状、有源电力滤波器原理与构造及三相瞬时无功功率理论进展了综述。
重点研究了基于瞬时无功功率理论。
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展分析的根底上,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展了仿真研究,并与基于滤波器的。
谐波检测法的仿真结果进展了分析比照。
结果说明,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。
在仿真根底上,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。
进展了软、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输出等几局部。
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,并在软件开发系统下进展了调试。
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展了系统调试。
实验结果说明,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。
关键词有源电力滤波器,瞬时无功功率,谐波电流检测,电流移动平均值,数字信号处理器关键词有源电力滤波器,瞬时无功功率,谐波电流检测,电流移动平均值,数字信号处理器目录摘要 (1)第一章绪论 (4)1.1 概述 (4)1.1.1 谐波含义及其产生 (5)1.1.2 谐波的危害 (5)1.1.3 谐波研究意义 (6)1.2 谐波抑制技术现状 (7)1.2.1 无源滤波器及其应用 (7)1.2.2 有源电力滤波器开展概况 (10)1.3 本论文主要工作 (11)第二章有源电力滤波器原理和构造 (12)2.1 有源电力滤波器工作原理 (12)2.2 有源电力滤波器系统构成 (13)2.2.1 并联型有源电力滤波器 (14)2.2.2 串联型有源电力滤波器 (20)2.3有源电力滤波器的主电路 (21)2.3.1 PWM逆变器主电路 (22)2.3.2 PWM逆变器工作原理 (23)2.3.3 电流跟踪控制方式 (25)第三章瞬时谐涉及无功电流检测方法 (29)3.1 概述 (29)3.2 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法 (30)3.2.1 瞬时无功功率的根底理论 (30)3.2.2 三相电路谐波和无功电流实时检测 (33)3.3 于电流移动平均值原理谐波检测新方法 (36)3.3.1 电流移动平均值原理 (37)3.3.2 基于移动平均值原理的谐波检测法 (38)第四章电流平均值谐波检测方法仿真研究 (40)4.1 概述 (40)4.2 电流变换及移动平均值模块在Simulink下的实现 (40)4.3 电流平均值原理谐波检测在Simulink下的实现 (41)4.4 电流平均值原理谐波检测仿真结果 (43)4.4.1 负载恒定时的仿真 (44)4.4.2 负载变化时的仿真 (45)小结 (48)参考文献 (50)第一章绪论1.1概述在一个理想的发电和供电系统中,电能是以单一恒定的工业频率和规定的电压水平向用户供电。