有源电力滤波器主电路死区延时的研究

作为有源电力滤波器（APF）主电路的PWM变流器,由于开关器件并非理想,控制信号得到响应需要一段时间,又由于为了防止上下两桥臂直通而造成短路,故在上下两臂通断切换时留一小段死区时间。从而给输出的PWM波形带来一定影响,降低了APF装置的谐波补偿效果。在使用改进规则采样法对PWM波形进行调制时,通过将调制得到的上下桥臂关断时间点提前一个死区延时的时间,即实现了在PWM调制过程中完成死区延时的有效补偿。该方法简单易行,适于有源电力滤波器的工程应用。     

并联型有源电力滤波器死区效应的研究

分析了并联型有源电力滤波器(PAPF)主电路IGBT管的死区效应对滤波装置滤波效果的消极影响,研究了有源滤波器中逆变器的死区效应及其补偿方法.提出了基于改进规则采样算法的脉宽调制(PWM)和通过电流极性判断的电流反馈型死区效应补偿策略.对设计出的样机进行了实验,实验结果证明,该设计方案是有效和正确的.     

有源电力滤波器的死区效应定量分析

有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是一种动态抑制谐波和补偿无功功率的新型电力电子装置,其输出的电流中含有丰富的谐波成份.APF主电路中的功率器件不可避免地存在死区时间,这将极大地影响APF输出的谐波电流,从而对APF的补偿性能产生消极影响.以三相电压型PWM变流器为研究对象,简要分析并联型APF的工作原理.在此基础上,详细研究了死区时间的产生机理和效应,并通过数学推理定量分析了死区时间的存在对补偿性能的影响,并通过试验证明了数学推理的正确性,最后提出了死区补偿的措施.     

谐波域死区效应分析及补偿方法的研究

针对有源电力滤波器存在的死区问题,本文从基波域和谐波域进行定量分析,并利用死区效应影响系数,对不同死区时间及开关频率等条件下死区对有源电力滤波器(APF)输出的影响进行深入研究。结合工程经验及APF工作的特点,比较研究了3种实用的死区补偿方法,包括:无死区开关控制模式、新型电流反馈死区补偿方法及死区时间在线预补偿方法。为验证该文所述死区补偿方法的有效性,在实验室搭建注入式混合型有源电力滤波器实验平台,实验结果表明,采用该文所述死区补偿方法后,死区的不良影响得到了有效抑制。     

三电平有源电力滤波器死区效应分析与补偿

针对有源电力滤波器(APF)的死区效应问题,在三电平APF等效开关电路的基础上,从死区效应生成原理出发,结合三电平开关状态方程,推导出死区时间与电流跟踪误差之间的线性关系,阐释了死区时间带来的影响。提出了一种死区补偿方法,给出了补偿方法的控制原理图,并从控制系统的闭环特性角度分析了系统的性能。对比了无死区系统与死区补偿系统的性能,发现后者具有更好的稳态性能。通过仿真和实验结果表明所提方法能有效抑制死区效应。     

基于预测直接电流控制的APF死区效应补偿

在研究了有源电力滤波器(APF)滞环控制死区效应对补偿效果影响的基础上,分析了目前死区效应补偿的现状,并且结合Matlab仿真波形和样机的实验数据,明确了死区效应影响产生的原因以及与之相关的控制变量.针对三相三线制系统,将交流电机控制领域所采用的预测直接电流空间矢量控制算法,用于有源电力滤波器逆变单元的控制,并实际应用于33 kVA有源滤波器样机,实验结果验证了控制算法能有效地降低死区效应的影响,提高APF跟踪指令电流的控制精度和补偿效果.     

基于预测直接电流控制的APF死区效应补偿

在研究了有源电力滤波器（APF）滞环控制死区效应对补偿效果影响的基础上,分析了目前死区效应补偿的现状,并且结合Matlab仿真波形和样机的实验数据,明确了死区效应影响产生的原因以及与之相关的控制变量。针对三相三线制系统,将交流电机控制领域所采用的预测直接电流空间矢量控制算法,用于有源电力滤波器逆变单元的控制,并实际应用于33 kVA有源滤波器样机,实验结果验证了控制算法能有效地降低死区效应的影响,提高APF跟踪指令电流的控制精度和补偿效果。     

三电平并联型APF死区效应分析及其对策研究

为了解决三电平并联型有源电力滤波器(APF)死区效应问题,通过分析APF死区效应的产生机理和影响因素,同时结合在实际运行中电流流向突变时存在的一些问题,提出一种基于电流区间判断的PWM信号修正方案。该方案在其他因素不变的前提下可以降低对检测和采样环节精度的依赖,避免电流过零处抖动而导致极性误判进而引发桥臂直通,从而减小死区效应对APF谐波补偿性能的不良影响。利用Matlab对所提方案进行了仿真研究。研究结果表明,该方法不仅消除了绝大多数死区,同时排除了冗余的开关切换,谐波补偿效果优于常规控制。     

有源电力滤波器死区问题及其补偿对策

为了解决对有源电力滤波器存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关频率条件下死区对有源电力滤波器输出的影响进行了研究。结合工程经验和有源电力滤波器工作的特点,提出了电流反馈死区和无死区开关控制模式两种补偿方法,并通过实验室搭建的注入式混合型有源电力滤波器实验平台进行实验,结果表明,采用所述死区补偿方法,死区的不良影响得到有效的抑制,取得了较为理想的效果。     

基于空间矢量脉冲宽度调制的有源电力滤波器死区补偿研究

为了防止逆变器同一桥臂上、下两个开关器件发生直通故障而设置的死区时间使得逆变器无法对指令电流实现精确跟踪,影响有源电力滤波器(APF)的补偿效果,对死区效应的影响进行分析。结合空间矢量控制方法的特点,提出了一种简单、有效的脉冲直接补偿方法。该方法能够精确地消除死区效应的影响,并通过Matlab建立APF的仿真模型。仿真结果验证了该补偿方法的有效性。     

单极调制单周控制有源电力滤波器

单周控制单相有源电力滤波器(APF)有双极调制和单极调制2种调制方式。采用双极调制方式单周控制APF补偿后的电源电流中存在直流分量。在阐述单极调制单周控制APF工作原理的基础上,根据开关器件的动作过程,设计了控制器中的逻辑电路;分析了系统的全局稳定条件,从而获得APF交流侧滤波电感的设计依据;最后,利用Matlab软件对系统带非线性负载时的补偿性能进行仿真。仿真结果表明,单极调制单周控制APF能有效补偿非线性负载所导致的谐波和无功电流,补偿后电源电流中不含直流分量;且与双极调制方式相比,单极调制方式在一定程度上降低了开关损耗,是单周控制APF中很有前景的一种调制方式。     

基于直接功率控制的并联有源电力滤波器

三相三线并联有源电力滤波器能够实时的补偿谐波电流和无功电流.目前,并联有源电力滤波器的补偿原理大多是补偿电流跟踪检测出的参考谐波电流.在分析以往的补偿原理之后,提出了把检测出的谐波功率作为参考功率信号,然后,采用直接功率控制方法,设计有源电力滤波器的控制器,使滤波器的输出的谐波功率跟踪参考功率,从而达到消除谐波的目的.仿真试验结果表明,采用这种控制策略设计出的有源电力滤波器具有良好的谐波补偿效果.     

Suppression of parallel resonance and mitigation of harmonic distortion through shunt active power compensation

In this contribution a solution to the parallel resonance problem that can be present in practical applications of shunt Active Power Filter (APF) compensation is proposed. The proposed solution involves turning the shunt APF scheme of compensation into a Shunt Hybrid Filter (SHF) configuration. A Linear Quadratic Regulator (LQR)-based switching controller was specifically designed for this hybrid scheme of compensation, maintaining stringent performance requirements on the tracking of filtering currents and the draining of the harmonic ripple currents. Results obtained with Matlab/Simulink® illustrate an effective and sound system of compensation which also reduces the necessary KVA rating of the APF.     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

并联型有源电力滤波器直流电容电压的控制

控制有源电力滤波器(APF)直流侧电压为适当值是保证其具有良好补偿性能的一个重要因素,以并联型有源电力滤波器交流和直流侧瞬时功率平衡为基础,对并联型有源电力滤波器直流电容平均电压与脉动电压的变化规律进行研究,分析了它们对并联型有源电力滤波器性能的影响。为了克服这种影响,提出了在补偿电流中注入基波有功电流和增大直流侧电容量控制直流电压稳定的一种方法。仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性。     

有源电力滤波器仿真研究

叙述了有源电力滤波器APF(Active Power Filter)的基本原理,分别介绍了组成APF的谐波和无功电流检测电路、补偿电流发生电路的构成和功能,在此基础上,介绍了常用的APF的谐波和无功电流检测方法、补偿电流控制方法和直流侧电压控制方法。为了验证APF的补偿功能同时加深对其控制方法的认识和理解,用Matlab 6.5/Simulink下的SimPower Systems Blockset对整个三相并联电压型APF系统进行了仿真研究。仿真结果表明,电压空间矢量脉宽调制SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation)控制的APF能对负载电流中的谐波和无功分量进行快速精确的补偿。     

基于单周控制的三电平三相四线制有源电力滤波器

针对电力工业三相四线制系统的零线电流、谐波、无功功率和三相不平衡问题,以及高电压、大容量有源电力滤波器APF(Active Power Filter)控制方案复杂的问题,提出一种单周控制的三电平三相四线制APF,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,从而使得经该APF补偿后,电源电流只含有负载电流的基波有功分量。主电路采用三相三桥臂结构的三电平二极管箝位变换器,既无需升、降压变压器,也无需动态均压电路;控制策略采用单周控制,其兼有调制和控制的双重性,控制器结构简单,具有控制精度高、补偿效果好,滤波器工作于恒定开关频率的特点,适合推广到工业应用。在建立数学模型的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明其能有效地补偿系统谐波、零序和无功电流,从而提高输电线功率因数和传输效率。