基于耦合變壓器的直流側(cè)有源濾波器數(shù)字實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、諧波對(duì)供電質(zhì)量及電網(wǎng)的可靠運(yùn)行構(gòu)成了極大的威脅。有源電力濾波器（ActivePowerFilter,APF），可以對(duì)大小和頻率都變化的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，能夠解決無(wú)源濾波器濾波效果單一和系統(tǒng)阻抗特性變化等問(wèn)題，已經(jīng)成為最有效的諧波治理手段之一。
　　在眾多的諧波源當(dāng)中，由整流類(lèi)負(fù)載引起的最為普遍，對(duì)此有學(xué)者提出了直流側(cè)APF的治理措施，其中直流側(cè)串聯(lián)型APF對(duì)于電容濾波的負(fù)載具有很好的諧波抑制作用。但是，傳統(tǒng)的直流側(cè)串聯(lián)型APF沒(méi)有與整

2、流橋主電路隔離，存在著當(dāng)輸入電壓等級(jí)升高時(shí)，APF儲(chǔ)能電容及開(kāi)關(guān)器件電壓應(yīng)力大等問(wèn)題，本文針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究，做了以下工作。
　　在介紹諧波的產(chǎn)生、危害、抑制方法以及有源電力濾波器的拓?fù)浞诸?lèi)的基礎(chǔ)上，分析了并聯(lián)型APF和串聯(lián)型APF的工作原理，論述了它們對(duì)不同性質(zhì)諧波源的補(bǔ)償特性。指出：傳統(tǒng)的直流側(cè)串聯(lián)型APF沒(méi)有與整流橋主電路隔離，APF儲(chǔ)能電容電壓高，這不僅使儲(chǔ)能電容的額定值增大，提高電路成本，而且使APF的開(kāi)關(guān)器件電壓應(yīng)力增

3、加，降低電路的可靠性。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出基于耦合變壓器的直流側(cè)串聯(lián)型有源電力濾波器。該拓?fù)渫ㄟ^(guò)耦合變壓器使直流側(cè)APF與整流橋主電路隔離，并且通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器的變比能有效減小APF的儲(chǔ)能電容電壓和開(kāi)關(guān)應(yīng)力。通過(guò)對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理和能量流向的分析，證明了基于耦合變壓器的直流側(cè)串聯(lián)型APF的正確性。同時(shí)，仿真研究也證明了該拓?fù)涞挠行浴?br>　　然后，將帶變壓器的單相直流側(cè)串聯(lián)型APF推廣到三相系統(tǒng)，提出基于耦合變壓器的三

4、相直流側(cè)串聯(lián)型APF，分析了其工作原理并進(jìn)行仿真研究。
　　最后，針對(duì)傳統(tǒng)模擬控制電路復(fù)雜、調(diào)試?yán)щy、算法與參數(shù)調(diào)整不方便等問(wèn)題，研究了直流側(cè)串聯(lián)型APF的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法。以TMS320F2812DSP為控制芯片，研制了一臺(tái)容量約為100VA的帶耦合變壓器的單相直流側(cè)串聯(lián)型APF樣機(jī)，對(duì)硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了調(diào)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于耦合變壓器的直流側(cè)串聯(lián)型APF采用全數(shù)字控制，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)整流類(lèi)負(fù)載的諧波補(bǔ)償