一种新型带串联变压器的混合有源滤波器研究

【摘要】：随着国民经济的发展,电力电子装置在工业和生活中都得到了普遍的应用。这些非线性器件如UPS、商业照明、荧光灯等都会使得输变电网络的谐波污染越来越严重。混合有源滤波器作为抑制谐波的重要设备得到了广泛地发展和应用,尤其在提倡“资源节约型、环境友好型”两型社会的今天,发展混合型有源滤波器具有重要的意义。 本文采用混合型有源滤波器方案,在谐波源和负载之间串联变压器,通过向串联变压器副方补偿谐波的方法,并且通过特殊设计使变压器对谐波呈现高阻抗,对基波呈现低阻抗的特性。这样,谐波电流就得到抑制而流入到无源支路中,从而减少了其对交流系统的危害,提高了电能质量。 本文简要介绍了研究背景,包括谐波的产生和危害以及常见的抑制方法、有源滤波的发展历程和国内外相关公司介绍、常见APF的拓扑结构介绍及其发展趋势等。在此基础上对常用的谐波检测方法进行介绍,并确定最终的谐波检测方案。研究空间矢量PWM控制的原理及调制性能。确定整体电路控制策略,对整体电路及控制系统进行仿真,根据仿真结果验证了方案的可行性和准确性。 本文还介绍几种相位跟踪方法,并对一种非常规的软件锁相环进行原理分析,并通过MATLAB/simulink平台对四种工况仿真分析,验证了该方法的优越性。 最后对整体电路进行软硬件设计。硬件设计包括采样调理电路设计、IPM模块外围驱动电路设计、保护电路设计;软件设计部分包括整体软件流程图设计,还介绍了低通滤波器、谐波检测、SVPWM控制算法等在DSP里的实现方法。