基于DSP＋CPLD的有源电力滤波器控制系统的设计

为了解决三相四线制电网中谐波、无功功率和三相不平衡等电能质量问题,本文采用基于DSP＋CPLD全数字控制的并联型有源电力滤波器（APF）来实现补偿。本文介绍了APF的系统结构及工作原理,并进行控制系统的优化设计。电流检测部分,采用先提取零序电流分量,然后利用基于瞬时无功理论的检测法;补偿电流跟踪控制部分采用定时滞环比较法;直流侧电压采用动态滞环控制法等。通过MATLAB仿真结果表明,采用这种方案,可以对三相四线制系统中的谐波、无功、负序、零序等电流分量进行有效补偿,具有良好的动态补偿效果。     

并联混合型有源电力滤波器的主要参数设计和仿真研究

并联混合型有源电力滤波器可较好地补偿电流源型谐波源产生的谐波。其交流侧电感、直流侧电容的设计对系统的补偿效果至关重要。文章在理论分析的基础上 ,利用MatLab中的电力系统仿真工具箱对并联混合型有源电力滤波器进行了建模和仿真研究。仿真结果表明 :并联混合型有源电力滤波器可对电力系统中的谐波、无功电流分量进行较好的补偿     

基于DSP的三相四线制有源滤波器的研究

针对配电网三相四线制系统的谐波、零线抑制以及有源电力滤波器补偿的实时性问题,提出了双DSP控制的三相四桥臂有源电力滤波器方案。主电路采用三相四桥臂结构的逆变器,由其产生的补偿电流与负载的有害电流分量大小相等,方向相反,从而使经该滤波器补偿后,电源电流的谐波和零线电流得到很好的抑制。数字控制方面主要由两片TMS320F2812DSP芯片完成。一片DSP主要负责信号数据采集;另一片DSP主要负责指令电流的运算。这样可以大大提高系统的运行速度,保证了有源电力滤波器补偿的实时性。本文介绍了三相四桥臂有源电力滤波器的数学模型、工作原理、检测和控制方式,并对系统的硬件构成和软件主程序流程作了阐述。通过MATLAB软件仿真验证了此方案的可行性。     

基于交流斩波装置的三相不平衡无功补偿方案

提出采用交流斩波装置对三相不平衡系统进行动态无功补偿的方案,给出了装置结构,通过仿真验证了交流斩波装置可通过改变占空比来调节输出电压,进而调节容性负载的容量值,实现不平衡负载无功功率的动态调节;采用Matlab软件对交流斩波装置在三相四线制不平衡系统无功补偿中的应用进行了仿真研究,结果表明,交流斩波装置可连续可调地补偿不平衡电流,且不会向电网注入谐波电流。     

并联混合型有源电力滤波器的参数设计及仿真

近年来,电力系统谐波造成的危害日趋严重,给代电质量造成了严重的干扰.谐波污染已成为供电系统中不容忽视的问题之一,已引起了人们的关注.有源电力滤波器作为一项抑制谐波的有效措施,被广泛地研究和应用.并联混合型有源电力滤波器能很好的实现谐波抑制和无功补偿,其交流侧电感、直流侧电容的设计对系统的补偿效果至关重要.在并联混合型有源电力滤波器模型基础上利用Matlab仿真软件进行分析,仿真结果表明,并联混合型有源电力滤波器对电力系统中的谐波的抑制具有很好的补偿效果.理论分析、仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

一种基于有源滤波器的新型同相AT供电系统

本文针对电气化铁道牵引供电系统存在的一些问题，如产生较严重的谐波和无功功率，相邻供电区段必须用分相绝缘器分隔和通信干扰等，提出了一种基于有源滤波器构建的新型同相AT牵引供电系统——单台YN，d11-55接线方式，仅由一台变压器和平衡变换装置构成（中性点接地）。以检测到的同相综合补偿电流为参考，控制有源滤波器以抑制三相不平衡状态，并消除谐波和无功分量。仿真证实这种同相供电系统是可行的。     

一种用于飞机交流电源系统的有源滤波器

针对飞机三相四线制电源系统的特点及现有电能质量控制方法的不足,提出了一种基于自适应陷波器、瞬时对称分量算法及滞环电流控制方式的飞机交流电源的有源滤波器。所提方法能够有效地消除飞机交流电源电流中的谐波及中线电流,补偿无功以及平衡三相电流。理论推导和仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出飞机三相四线制电源系统中的谐波电流,具有较好的动静态性能。     

注入式混合型有源电力滤波装置研究

注入式混合型有源电力滤波器是一种能够补偿一定容量的无功、同时滤除电网谐波电流的新型滤波装置。无源支路在补偿无功功率的同时还可以滤除因非线性负载产生的特征谐波电流，为了抑制无源支路跟电网等效电感产生的谐振现象以厦改善无源滤波器的滤波性能，系统中采用谐振注入式有源滤波拓扑。在分析基本工作原理厦控制艇略的基础上，对该新型滤波装置装置的稳定补偿性进行深入的研究。仿真和实验结果表明该装置具有良好的穗态补偿特性，并且可以较好的抑制无源滤波器与电网阻抗之间的串并联谐振。     

有源电力滤波器谐波及无功电流的检测

准确、迅捷检测出系统电流中的谐波及无功成份，是保证有源电力滤波器（APF）能适时补偿的关键，由于传统检测方法系统复杂，所需器件多，因此从傅立叶变换出发，提出了一种新型的谐波及无功电流检测方法；基波有功分量剔除法，该方法由于算法简单，所用器件少，适时性较高，不仅能适用于单相电路，而且也适用于三相电路，理论分析和仿真研究表明，该方法能适时准确地检测出谐波及无功分量。     

中低压配电网不平衡无功补偿系统的设计

研究中低压配电网优化问题,针对感性负载和负载的不平衡造成电网损耗大、功率因数低等缺欠,传统的补偿装置往往只适用于三相三线制配电网或不能兼顾无功补偿和三相不平衡的校正.提出设计一种既适合三相三线制配电网又适用于三相四线制的中低压配电网不平衡无功补偿系统.运用新型无功补偿算法计算无功补偿量,再利用模糊控制器控制复合开关来实现电容投切.并通过MATLAB仿真证实设计的补偿系统既可以有效的校正三相不平衡又可以对系统无功功率进行补偿,为优化提供了参考.     

小型化高精度航空陀螺逆变电源设计

介绍了一种基于单端反激(Fly back)和特定谐波消去法(SHEPWM)相结合的逆变电源结构,实现频率、相位和幅值精准的航空陀螺驱动精密逆变电源;前端单端反激部分通过重新设计的反馈回路有效提高了其负载调节性能;后端逆变部分,采用特定谐波消去法产生频率固定的SPWM波进行全桥逆变,简化了电路结构,提升了系统可靠性;实验结果表明,该电源在实际应用中,达到或超过了传统的航空陀螺交流驱动的指标,并在小型化、提高功率密度和可靠性方面,取得了很好的效果。     

本质安全高频交流电源的研究与设计

根据放电火花的热引燃理论,阐述了本质安全电路采用高频交流供电的可行性,描述了双谐振逆变器拓扑结构和谐振滤波网络的设计原则,并讨论了电路的具体形式。通过采用高频交流供电的方式可提高安全火花系统的功率,减小滤波元件的数值和体积,更符合本质安全的要求,是提高本质安全电源的功率的有效途径。为保证煤矿安全生产提供了一种切实可行的方法。     

BLDCM控制系统功率逆变电路发热分析及实验验证

针对BLDCM控制系统功率逆变电路能耗问题,分析了功率器件工作时产生损耗的机理,探讨了PWM斩波方式、斩波频率及BLDCM绕组电感3个因素对功率逆变电路发热的影响并进行了相应实验验证,给出了不同条件下BLDCM电枢绕组电流波形和功率器件温升实验数据,对降低BLDCM控制系统功率逆变电路损耗进而提高控制系统效率、增强工作可靠性、提升BLDCM控制系统使用寿命等具有重要的理论及工程应用价值。     

变速恒频电源系统的全数字控制

变速恒频电源数字控制技术以DSP作为控制核心,主要实现对变换器的控制和发电系统电压调节,同时也实现了系统保护功能。数字变换器控制方案采取了十三块波开关点预置最优SPWM控制和动态波形的校正技术,明显改善了变换器的性能。数字电压调节器采用了模糊－滤波控制算法,并采用软起动技术、最大励磁电流限制技术及逆磁电路,在保证系统具有良好稳态性能的前提下,使加卸载过渡过程时间比模拟电压调节器有明显缩短。最后通过系统实验验证了VSCF电源系统全数字控制的优势。     

矿用变频器谐波测试系统设计

矿用电气设备尤其是矿用变频器对井下电网电能质量污染的问题,越来越受研发厂家、安全准入、各工矿企业的重视;简述了矿用变频器的结构、原理,研究其谐波产生机理,阐述了其谐波的危害;设计了一套基于FLUKE1760的带负载性能测试系统,该系统主要由测试样机、陪试变频器、对拖电机、电能质量分析仪、上位机等单元组成;使用该系统对变频器进行了谐波加载性能测试,并对采集到的电压电流数据进行了谐波分析;实测结果证明:被测变频器的电压电流中均含有较大的5次7次谐波及高次谐波。     

家用小功率光伏发电系统的设计

文中首先介绍了光伏发电系统的国内外研究现状,并得出了理论研究较多,涉及到实际产品研发较少的结论。在此背景下分析了光伏发电系统基本架构和逆变器拓扑结构,重点对比研究了工频变压器隔离并网型（DC/AC+AC/AC）、非隔离式并网型（DC/DC+DC/AC）、高频变压器隔离并网型（DC/AC/DC+DC/AC）等3种常见逆变器结构;然后结合家用这一实际情况对这3种结构进行了一一剖析,在此基础上提出了DC/DC+DC/AC/DC+DC/AC的3级架构设计方案,其中包括斩波电路、推挽升压电路、逆变电路三部分;最后以STM32ZET6单片机为系统核心控制器件,设计并完成光伏发电系统中各个硬件板卡的焊接和调试功能,通过测试样机得到实验数据。实验结果表明文中提出的DC/DC+DC/AC/DC+DC/AC架构设计方案易实现,实验样机能源利用效率和稳定性较高,体积小,能够满足家用要求。     

一种新型光伏发电数据采集系统的设计

采用三相电能计量芯片ADE7758代替通用AD作为并网光伏发电交流量的采集,研制了基于ADUC812和ADE7758的太阳能光伏发电智能数据采集装置。该装置在现场可以对并网光伏发电系统进行数据采集、实时监控和管理,具有实时性好、精度高、成本低等优点。实验结果证明该数据采集系统适用于大型光伏发电测控要求,可以很有效的反映光伏发电系统的运行特性。     

Robust iterative learning control of single-phase grid-connected inverter

For the single phase inductance-capacitance-inductance (LCL) grid-connected inverter in micro-grid, a kind of robust iterative learning controller is designed. Based on the output power droop characteristics of inverter, the current sharing among the inverters is achieved. Iterative learning strategy is suitable for repeated tracking control and inhibiting periodic disturbance, and is designed using robust performance index, so that it has the ability to overcome the uncertainty of system parameters. Compared with the repetitive control, the robust iterative learning control can get high precision output waveform, and enhance the tracking ability for waveform, and the distortion problem of the output signal can be solved effectively.     

Output‐Feedback Nonlinear Adaptive Control of Single‐Phase Half‐Bridge Ups Systems

We consider the problem of controlling single‐phase half‐bridge power converters in UPS systems operating in the presence of changing load. The control objective is twofold: (i) ensuring a satisfactory power factor correction (PFC) at the grid–UPS connection; (ii) guaranteeing a tight regulation of the DC bus voltage and the half‐bridge inverter output voltage despite changes in load. The considered control problem entails several difficulties including: (i) the high dimension and strong nonlinearity of the system; (ii) the numerous state variables that are inaccessible to measurements; (iii) the uncertainty that prevails on some system parameters. The problem is dealt with using a multi‐loop nonlinear adaptive control system that makes use of the backstepping design technique. The inner loop ensures the PFC objective and involves an adaptive observer estimating the grid voltage and impedance parameters. The intermediary loop regulates the inverter output voltage to its reference, which is a sinusoidal wave, and it also contains an observer estimating the current in the inverter coil. The outer loop regulates the DC bus voltage up to small size ripples. The controller performances are formally analyzed using system averaging theory.     

三相光伏并网电流型PWM逆变器的研究

基于三相电流型PWM逆变器装置,将直接电流控制方法应用于该逆变器中,设计了一套1kW实验装置。通过仿真分析和实验验证表明,该方法不仅实现了逆变器网侧电流正弦化并与网侧电压同相位,而且实现了直流侧电压宽范围调节,提高了系统动态性能,更适合于光伏并网。