電氣自動(dòng)化答辯學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電氣電氣(dinq)自動(dòng)化答辯自動(dòng)化答辯第一頁，共25頁。三相有源電力濾波器控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的研制Development of Control System of Three-phase Active Power Filter 導(dǎo)師(dosh)：班級(jí)： 姓名： 第1頁/共25頁第二頁，共25頁。34致致 謝謝選題選題(xun t)背景背景第2頁/共25頁第三頁，共25頁。一、選題(xun t)背景第3頁/共25頁第四頁，共25頁。選題選題(xun t)背景背景隨著大量電力電子裝置的應(yīng)用，由此隨著大量電力電子裝置的應(yīng)用，由此引起引起(ynq)(ynq)的電力系統(tǒng)諧波污染也

2、的電力系統(tǒng)諧波污染也越來越嚴(yán)重越來越嚴(yán)重 降低電能的生產(chǎn)，傳輸和利用降低電能的生產(chǎn)，傳輸和利用效率效率引起電氣設(shè)備過熱，縮短使用引起電氣設(shè)備過熱，縮短使用壽命，甚至發(fā)生故障或燒毀壽命，甚至發(fā)生故障或燒毀使電力系統(tǒng)局部諧振，造成電使電力系統(tǒng)局部諧振，造成電容等設(shè)備的燒毀容等設(shè)備的燒毀第4頁/共25頁第五頁，共25頁。選題選題(xun t)背景背景 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，目前采用電隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，目前采用電力電子裝置進(jìn)行諧波抑制已成為諧波治理力電子裝置進(jìn)行諧波抑制已成為諧波治理中一個(gè)很重要的趨勢(shì)，其中，有源電力濾中一個(gè)很重要的趨勢(shì)，其中，有源電力濾波器（波器（Active Power F

3、ilter,APF）被公認(rèn)）被公認(rèn)為是治理電網(wǎng)諧波，提高電能為是治理電網(wǎng)諧波，提高電能(dinnng)質(zhì)量最為有效的手段。質(zhì)量最為有效的手段。第5頁/共25頁第六頁，共25頁。選題選題(xun t)背景背景第6頁/共25頁第七頁，共25頁。二、設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)(shj)內(nèi)容內(nèi)容第7頁/共25頁第八頁，共25頁。控制方案的確定控制方案的確定諧波檢測(cè)方法的選擇諧波檢測(cè)方法的選擇并聯(lián)型并聯(lián)型APF工作原理的工作原理的分析分析硬件及軟件部分實(shí)現(xiàn)硬件及軟件部分實(shí)現(xiàn)2 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)內(nèi)容內(nèi)容第8頁/共25頁第九頁，共25頁。APF工作工作(gngzu)原理原理并聯(lián)并聯(lián)(bnglin)型型APF結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理

4、圖為原理圖為第9頁/共25頁第十頁，共25頁。諧波諧波(xi b)檢測(cè)檢測(cè) 諧波電流檢測(cè)是諧波電流檢測(cè)是APF的關(guān)鍵性技術(shù)，準(zhǔn)確地檢測(cè)出負(fù)載的關(guān)鍵性技術(shù)，準(zhǔn)確地檢測(cè)出負(fù)載電流中的諧波分量是進(jìn)行電流中的諧波分量是進(jìn)行(jnxng)諧波補(bǔ)償?shù)那疤幔瑢?shí)時(shí)、諧波補(bǔ)償?shù)那疤幔瑢?shí)時(shí)、快速、精確地檢測(cè)諧波的優(yōu)劣直接影響到快速、精確地檢測(cè)諧波的優(yōu)劣直接影響到APF的補(bǔ)償效果。的補(bǔ)償效果。因此，諧波電流的檢測(cè)技術(shù)成為熱門的研究課題之一。因此，諧波電流的檢測(cè)技術(shù)成為熱門的研究課題之一。模擬濾波器檢測(cè)法基于自適應(yīng)濾波其他方法 基于瞬時(shí)無功功率理論基于傅里葉變換的諧波檢測(cè)法第10頁/共25頁第十一頁，共25頁。諧波諧

5、波(xi b)檢測(cè)檢測(cè)基于瞬時(shí)基于瞬時(shí)(shn sh)無功功率的無功功率的ip-iq諧波檢測(cè)法的原理圖諧波檢測(cè)法的原理圖如下圖所示如下圖所示第11頁/共25頁第十二頁，共25頁。諧波諧波(xi b)檢測(cè)檢測(cè)仿真仿真(fn zhn)模模型圖型圖第12頁/共25頁第十三頁，共25頁。 控制方案控制方案(fng n)的確定的確定 在得到精確的指令電流的前提下，整個(gè)控制在得到精確的指令電流的前提下，整個(gè)控制(kngzh)系統(tǒng)對(duì)有源電力濾波器是否能夠精確的補(bǔ)償諧波和無功起決定作用，控制系統(tǒng)對(duì)有源電力濾波器是否能夠精確的補(bǔ)償諧波和無功起決定作用，控制(kngzh)系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)指令運(yùn)算電路得到指令電

6、流信號(hào)，控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)指令運(yùn)算電路得到指令電流信號(hào)，控制(kngzh)PWM變流器中開關(guān)管的通斷，使實(shí)際輸出補(bǔ)償電流能夠?qū)崟r(shí)跟隨指令電流，達(dá)到補(bǔ)償諧波電流的目的。本論文采用的控制變流器中開關(guān)管的通斷，使實(shí)際輸出補(bǔ)償電流能夠?qū)崟r(shí)跟隨指令電流，達(dá)到補(bǔ)償諧波電流的目的。本論文采用的控制(kngzh)策略為空間電壓矢量（策略為空間電壓矢量（SVPWM）控制）控制(kngzh)。第13頁/共25頁第十四頁，共25頁。控制控制(kngzh)方案的確定方案的確定SVPWM調(diào)制原理調(diào)制原理(yunl)的的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)確定確定(qudng)失失量所在的扇量所在的扇區(qū)區(qū)相鄰兩電壓矢相鄰兩電壓矢量作用時(shí)間的量

7、作用時(shí)間的計(jì)算計(jì)算計(jì)算三相電壓計(jì)算三相電壓空間矢量切換空間矢量切換點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間 Tcm1 、Tcm2、Tcm3123第14頁/共25頁第十五頁，共25頁。控制方案控制方案(fng n)的確定的確定 piAPF自身是一個(gè)高度耦合的復(fù)雜系統(tǒng)自身是一個(gè)高度耦合的復(fù)雜系統(tǒng)(xtng)，下圖為前饋解耦閉環(huán)，下圖為前饋解耦閉環(huán)控制框圖，經(jīng)控制框圖，經(jīng)SVPWM的調(diào)制算法，產(chǎn)生六路脈沖控制變流器中的的調(diào)制算法，產(chǎn)生六路脈沖控制變流器中的IGBT的開通與關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)的開通與關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)APF的控制的控制第15頁/共25頁第十六頁，共25頁。 硬件電路硬件電路(dinl)實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)第16頁/共25頁第

8、十七頁，共25頁。軟件軟件(run jin)流程圖的設(shè)計(jì)流程圖的設(shè)計(jì)DSP專用供電電源模塊TPS767D318DSP主控芯片TMS320F2812JTAG仿真接口看門狗復(fù)位芯片TPS3823模塊上位機(jī)通信保護(hù)信號(hào)接口I/O接口APF的諧波電流的計(jì)算和處理，的諧波電流的計(jì)算和處理，AD產(chǎn)生、產(chǎn)生、SPI主機(jī)通信、主機(jī)通信、RS485上位機(jī)通信接口、運(yùn)行上位機(jī)通信接口、運(yùn)行(ynxng)，故障指示、中斷處理、，故障指示、中斷處理、PWM波形交流接觸器控制等功能。波形交流接觸器控制等功能。第17頁/共25頁第十八頁，共25頁。軟件軟件(run jin)流流程圖的設(shè)計(jì)程圖的設(shè)計(jì)第18頁/共25頁第十九

9、頁，共25頁。軟件軟件(run jin)流程流程圖的設(shè)計(jì)圖的設(shè)計(jì)第19頁/共25頁第二十頁，共25頁。三、總結(jié)(zngji)第20頁/共25頁第二十一頁，共25頁。 總結(jié)總結(jié)(zngji)分析并聯(lián)型分析并聯(lián)型APF的工作原理的工作原理閾值的選取要考慮閾值和閾值函數(shù)是耦合的關(guān)系閾值的選取要考慮閾值和閾值函數(shù)是耦合的關(guān)系控制系統(tǒng)硬件電路控制系統(tǒng)硬件電路(dinl)和基于和基于DSP軟件控制流程圖的實(shí)現(xiàn)軟件控制流程圖的實(shí)現(xiàn)基于瞬時(shí)無功功率的基于瞬時(shí)無功功率的ip-iq諧波諧波(xi b)電流檢測(cè)電流檢測(cè)基本原理就是從負(fù)載電流中檢測(cè)出諧波電流，由APF裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的電流，使電網(wǎng)中只存在基波電流，從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康姆治鰅p-iq檢測(cè)法的原理，在simulink中建模并仿真根據(jù)指令電流信號(hào)，控制PWM變流器中開關(guān)管的通斷，使實(shí)際輸出補(bǔ)償電流能夠?qū)崟r(shí)跟隨指令電流，達(dá)到補(bǔ)償諧波電流的目的硬件電路設(shè)計(jì)；控制根據(jù)系統(tǒng)原理畫出軟件流程圖控制策略的選擇控制策略的選擇第21頁/共25頁第二十二頁，共25頁。有待有待(yudi)研究研究132軟件軟件(run jin)編程編程系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)仿