基于TMS320F2812控制的有源電力濾波器研制 2013-02-16
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時(shí)間：2013-02-20
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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隨著電力電子裝置等非線(xiàn)性設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中諧波問(wèn)題日趨嚴(yán)重，對(duì)電力系統(tǒng)和用電設(shè)備產(chǎn)生了嚴(yán)重危害。電網(wǎng)諧波來(lái)源于3個(gè)方面：電網(wǎng)電壓畸變產(chǎn)生的諧波、輸電線(xiàn)路產(chǎn)生的諧波以及用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波。其中以用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波最多。無(wú)源濾波器投資少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一直是諧波抑制及無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕侄?，但其濾波性能受系統(tǒng)參數(shù)的影響，在濾除特定次諧波的同時(shí)，會(huì)對(duì)某些次數(shù)諧波進(jìn)行放大。APF能對(duì)頻率和大小變化的諧波及無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，可彌補(bǔ)無(wú)源濾波器的不足，獲得更好的補(bǔ)償特性，是一種較理想的濾波裝置。在此研制50 A三相四線(xiàn)制APF，控制電路以TMS320F2812為核心，用定時(shí)跟蹤控制技術(shù)產(chǎn)生PWM脈沖，利用邊帶選擇性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)低通濾波器。
2 APF主電路結(jié)構(gòu)
適用于三相四線(xiàn)制APF的主電路結(jié)構(gòu)主要有四橋臂式變流器和中點(diǎn)引出式變流器。中點(diǎn)引出式APF由電容中點(diǎn)引出中線(xiàn)，中線(xiàn)補(bǔ)償電流要流經(jīng)上下兩個(gè)電容，兩個(gè)電容電壓值必然存在差異。由于中線(xiàn)補(bǔ)償電流含有大量諧波分量，上下兩電容電壓也必然含有大量諧波分量，電容電壓波動(dòng)較為劇烈，會(huì)對(duì)逆變器的運(yùn)行性能產(chǎn)生不利影響。為抑制電壓波動(dòng)，需增大電容容量。
而四橋臂式APF中線(xiàn)由第四橋臂引出，不存在上述電壓波動(dòng)問(wèn)題。主電路采用四橋臂式變流器，結(jié)構(gòu)如圖1所示，IGBT額定參數(shù)為1.2kV，150A，直流電容C=20000μF，交流側(cè)電感L=2．5mH，每個(gè)半橋并聯(lián)1．2 kV，2μF的無(wú)感電容。用3個(gè)電流傳感器檢測(cè)負(fù)載電流iL，4個(gè)電流傳感器檢測(cè)補(bǔ)償電流ic，3個(gè)電壓傳感器檢測(cè)供電電壓us，用一個(gè)電壓傳感器檢測(cè)直流側(cè)電容電壓UC。APF上電啟動(dòng)分為兩階段：第一階段為二極管橋整流階段，K閉合，接觸器J1，J2斷開(kāi)，通過(guò)二極管橋給C充電，R1限制充電電流。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，J1閉合，UC穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)入第二階段；第二階段為PWM整流階段，控制電路輸出控制脈沖，控制主電路工作在PWM整流狀態(tài)，UC在第一階段結(jié)束時(shí)值的基礎(chǔ)上繼續(xù)上升，當(dāng)UC上升到期望值時(shí)，APF在濾波的同時(shí)，控制UC穩(wěn)定在期望值。APF停止工作時(shí)，J2閉合，通過(guò)R2對(duì)C放電。
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