基于模糊逻辑的高精度磁铁电源谐波抑制方法的研究

【摘要】：目前伴随着电力电子技术在电力系统中的普遍应用,磁铁电源中使用大量非线性器件,使电网中谐波(晶闸管相控整流器在直流侧产生的12次脉波特征纹波和由于输入电压不对称,整流器触发角不一致,器件特性不理想等原因产生的非特征纹波)的污染日益恶化,严重影响了磁铁电源中电流的稳定性,极大的危害了电源设备的安全。为解决该谐波污染问题,引入了谐波抑制工具有源滤波器(APF)。APF作为现今抑制谐波最理想的工具,得到广泛关注。本文以现有大功率磁铁电源的谐波治理为前提,通过对目前研究的谐波的状况进行分析和对各种谐波的方案进行比较研究,提出一种有效谐波治理的控制方法。文章首先介绍了磁铁电源中谐波的来源以及对该电源产生的危害,提出治理谐波的目的,再通过国内外研究现状以及详细了解了目前谐波治理方法、响应装置的原理以及它们存在的优缺点,提出本文的抑制方法——模糊自适应PI控制在有源滤波器中的应用,对该方法进行仿真、比较和进一步的优化,提出零相移低通滤波器与有源滤波器的结合滤除和补偿谐波,基于零相移低通滤波器具有消除高频谐波和无延迟输出的优点,通过零相移低通滤波器、谐波检测装置、有源滤波器中各个输出的图形的仿真,观察每个环节存在的不足并分别优化,最终完善该抑制方法。通过观察非线性负载电流的波形好坏可以判断使用本文的谐波抑制方法能更好的抑制谐波,证明了本文提出方法的有效性和优越性,能提高磁铁电源中非线性负载电流的稳定性,使磁铁电源能够正常运行,保证了粒子加速器的高效工作(由于磁铁电源电流的稳定性决定着粒子加速器中粒子的运动轨迹)以及更好的应用于各行各业中。