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有源电力滤波器数字控制系统的研究

吴昌哲  
【摘要】: 有源电力滤波器是一种新型谐波、无功补偿装置,和传统的补偿装置相比,有源电力滤波器具有很大的优势:可以对谐波、无功以及负序电流实现实时、准确的补偿。因此,有源电力滤波器得到了广泛的研究,并开始进入工业应用阶段。 电流检测方法及其控制系统的优劣是决定有源电力滤波器性能的重要因素。本文对有源电力滤波器控制系统的实时性、准确性要求进行了深入分析,在此基础上,提出了基于数字信号处理器(DSP)+现场可编程门阵列(FPGA)结构的简捷、高效的全数字实时控制方案,并设计了其硬件平台。 本文采用汇编语言编程实现了DSP算法控制器,它完成了数据采集、基于线性神经元的自适应畸变电流检测、基于模糊控制的直流侧电容电压控制、基于非对称规则采样的PWM脉宽计算等主要算法的运算。该控制器具有控制速度快(一个工作周期为50),精度高等特点。 本文采用VHDL硬件描述语言对FPGA编程实现了高精度脉冲发生器。它可以对两路任意形式的脉冲信号进行精确的死区处理,且性能优异、灵活性和可靠性高。同时,它具有开关频率和死区时间可编程等特点,因此,可通用在变频器、SVG等其他电力电子设备。 最后,本文对有源电力滤波器的主电路、吸收缓冲电路、驱动电路进行了安装、调试,并做了一些改进。


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