有源電力濾波器(ActivePowerFilter,APF)作為一種用于動態(tài)抑制諧波的電力電子裝置,其能夠同時補 償多次諧波電流,能實時控制、自動跟蹤非線性電流并加以控制,有較快的動態(tài)響應速度,且具有改善三相不平衡度的優(yōu)點。對于有源濾波器諧波電流檢測與補償電 流的發(fā)生是其極為關鍵的技術。
摘要:采用無差拍電壓空間矢量控制法來分析有源濾波器的濾波性能,給出該方法的控制策略,包括空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法以及無差拍原理。該方法可以用來抑制和消除采樣與計算方法的延時對控制精度的影響。Matlab仿真結果表明:SVPWM調制與無差拍控制結合用于有源濾波控制可以明顯改進補償?shù)膭討B(tài)性能,提高濾波效果。實驗結果證明該方法可行,且具有較好的實時性。
關鍵字:有源電力濾波器,無差拍控制,電壓空間矢量,脈寬調制
0引言
有源電力濾波器的電流控制一般采用PWM(PulseWidthModulation)模式,目前常用的PWM控制方式有滯環(huán)電流控制(CurrentFollowPulseWidthModulation,CFPWM)、三角波電流控制(ΔPulseWidthModulation,ΔPWM)和電壓空間矢量脈寬調制(SpaceVectorPulseWidthModulation,SVPWM)三種技術。對于SVPWM其控制方法的優(yōu)點主要在于:提高逆變器直流側電壓的利用率,減小開關器件的開關頻率以及減少諧波成分,而且此方法更易實現(xiàn)數(shù)字化。因此,逆變電路控制常采用此種方法。在APF的應用中,SVPWM常與滯環(huán)比較,PI調節(jié)器以及無差拍等結合應用。本文采用無差拍SVPWM控制策略,對APF的電流進行補償控制,以獲得較好的動態(tài)補償效果。
1電力有源濾波器諧波檢測方法
有源濾波器的諧波電流檢測方法由時域和頻域檢測法構成。時域檢測法主要分為:有功電流分離法和基于瞬時無功功率原理的p?q法,ip?iq法以及d?q法等[1]。頻域檢測法主要有FFT法和諧波濾波器法等[2]。
3SVPWM原理與實現(xiàn)
。2)參考矢量Uref的基本矢量作用時間計算
4基于Matlab的仿真
5實驗結果
在APF實驗中,采用DSP來實現(xiàn)無差拍SVPWM控制策略,并將其應用于非線性負載中進行諧波補償。實驗設計參數(shù):電源為線電壓為380V的交流電,交流側為電阻為5mΩ,連接電抗2mH,非線性負載側含有阻值5Ω的電阻負載,在實驗系統(tǒng)中測得濾波器直流側電壓為800V,采樣頻率為10kHz。圖8為APF的實驗波形。
6結論
本文采用無差拍SVPWM作為濾波器的控制策略進行研究,通過預測算法預測出補償點流的參考值,而后再計算得出下一時刻的輸出電壓參考值,最后通過空間電壓矢量調制得出PWM脈沖信號,實現(xiàn)補償電流得到較好跟蹤控制的目標。通過仿真與實驗該方法的可行性。仿真與實驗表明此方法能夠實現(xiàn)對系統(tǒng)補償電流的跟蹤控制,而且還具有良好的動態(tài)補償性能。
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