稳态强磁场电源直流有源滤波技术方案的分析

为了满足强磁场装置电源供电极低的电流纹波要求,设计了一种直流有源滤波器。分析比较了目前国际上现有的强磁场装置电源所需的直流有源滤波器,对稳态强磁场电源采用利用并联有源滤波技术的滤波方案并给出了系统结构并对其工作原理进行了说明,论述了该系统的设计方法。根据其实际负载特性,通过检测负载端纹波电压,进而控制有源滤波器产生所需电流;通过对负载侧的滤波电容进行充、放电来调整负载端电压,实现负载电流的低纹波。基于传递函数建立该系统的数学模型并对控制系统进行详细的分析表明,该系统具有良好的快速跟踪性能及对谐波很好的抑制效果。仿真及实验结果验证了该有源滤波器的良好性能,尤其对低次谐波的抑制更为明显,为以后强磁场电源有源滤波装置提供了理论和设计依据。     

稳态强磁场中直流有源滤波器连接电感的计算

针对国外稳态强磁场实验装置有源滤波器的不足,结合PWM技术及并联型的优点,采用并联型PWM有源滤波在直流侧的滤波方案.介绍了并联型PWM有源滤波器的结构及其工作原理,对其断续电流工作模式下的电感参数及最大输出电流进行分析设计,同时分析了其控制模型.最后研制样机对所提方案进行实验验证,实验结果表明,该滤波器具有良好的滤波...     

稳定/脉冲直流电源用并联有源电力滤波器的四种控制方法分析

选择合适的有源电力滤波器控制策略，对实现高性能的有源滤波非常重要。本文对用于高精度、低纹波稳定/脉冲直流电源的并联有源电力滤波器的四种控制方法，包括：检测电源侧与负载侧纹波电流的控制方法、检测电源侧与负载侧纹波电压的控制方法进行了比较研究。结果表明，对于具有大电感的磁铁励磁电源负载，采用检测负载纹波电压的控制方法具有显著优点。该方法是通过检测负载的纹波电压来控制有源电力滤波器的输出，使负载纹波电流分流，从而降低负载电流纹波。在对传感器和电路元件精度要求不高的情况下，该方法很容易实现大功率直流稳定/脉冲电源的低纹波要求。一台实际的运行的工业装置测试表明，其电流纹波达到了 。     

强磁场电源软开关DC/DC变换器的研究

强磁场电源对于输出纹波有极高的要求。采用并联线性有源滤波技术可使输出纹波电流得到充分抑制,而这种有源滤波器的关键部分是可自动跟踪主电源输出的DC/DC变换器。由于功率较大,变换器必须软开关运行。针对强磁场电源的需求,提出了一种基于电流滞环控制的ZVS-CV电路,并论述了其软开关条件和控制方式。仿真及实验结果验证了该DC/DC变换器的良好性能。     

强磁场装置有源直流滤波器设计

对强磁场装置电源所需的有源直流滤波器ADF(Active DC Filter)进行了设计,利用脉宽调制(PWM)及并联有源滤波技术提出了新的滤波方案。给出了系统结构并对工作原理进行了说明,论述了该系统的设计方法。根据其实际负载特性,通过检测负载端电压,利用电流的PWM控制技术产生所需电流,通过对负载侧的滤波电容进行充、放电调整负载端电压,从而实现负载电流的低纹波。基于传递函数建立了该系统的数学模型,并对控制系统进行了详细的分析,分析表明该系统具有良好的快速跟踪性能及对谐波很好的抑制效果。最后,给出了仿真结果,验证了该有源滤波器的良好性能,尤其对低次谐波的抑制更为明显。     

新型混合有源滤波装置的电流控制策略研究

针对混合有源电力滤波装置中有源滤波部分容量大小的问题,提出一种三相三线制并联型混合有源电力滤波装置的新型拓扑结构.这种混合有源滤波装置中每一相的无源滤波器与一个小的附加电感串联,并且这个附加电感通过一个单相耦合变压器与有源滤波器并联.其中,有源滤波器被控制成一个谐波电流源.这个附加电感为滤波支路的基波电流提供了通路,并且能够减小有源滤波器的输出电压.因而,有源滤波器的容量得到了有效的降低.详细介绍了包括负载电流检测、系统电流电测和复合控制的统一控制策略,并且讨论了该装置的有源滤波器的容量要求.最后,计算机仿真结果和实验样机的实验结果证实了所提出的新型混合式有源滤波器拓扑结构和统一控制策略是可行的并且是有效的.     

并联有源电力滤波器交流侧输出滤波器设计

针对输出滤波器存在的放大网侧电流畸变率、阻尼电阻发热严重的问题,提出一种工程化有源电力滤波器交流侧输出滤波器参数设计方法.采用二阶高通滤波器作为有源电力滤波器输出滤波器拓扑,在综合考虑输出滤波器的开关纹波滤波效果与电流畸变率、电容无功容量、电阻功耗之间关系的基础上,结合理论分析、仿真、实验研究,设计总结了并联有源电力滤波器输出滤波器的参数选择方法.采用该方法为50kVA并联有源电力滤波器设计了一套输出滤波器.实验结果表明:加装输出滤波器后,电流纹波抑制到滤波前的1/4以下,网侧电流畸变率增大约1个点,滤波电阻上90%以上的工频电流被旁路,电阻发热得到有效控制,实验结果验证了该输出滤波器设计方法的有效性.     

有源电力滤波器中双向快速充放电DC-DC变换器设计及仿真

为了满足强磁场装置电源供电极低电流纹波的要求,采用了并联有源电力滤波器。首先简述了并联有源电力滤波器的工作原理,并设计了一种新型的双向DC-DC变换器取代了以往并联有源电力滤波器中使用的水冷电阻,实现了对并联有源电力滤波器中的电容器进行快速充电与快速放电,从而降低了能量损耗。然后详细分析了变换器快速充电与快速放电的工作过程,并给出了具体的设计参数。最后进行了仿真验证,通过仿真波形可以看出,该双向DC-DC变换器可以正常工作,能够顺利实现能量的双向流通,满足并联电力有源电力滤波器的设计要求。     

大功率低纹波稳定电源用直流有源滤波器

介绍了一种高精度、低纹波稳定电源用直流有源滤波器的工作原理和控制方法,在此基础上研制了实验装置。实验结果表明,由无源滤波器和有源滤波器构成的混合型滤波器能大大降低稳定电源的电流纹波和提高电源的稳定性。一台实际的工业装置测试表是,其纹波能达到10ppm。     

高精度、低纹波稳定电源用直流有源滤波器研究

对用于一种特殊的高精度、低纹波直流电源的直流有源滤波器的主电路结构和抑制纹波的基本原理进行了分析 ,提出了两种控制方法 ,并在此基础上研制出了实验装置。结果表明 ,由无源滤波器和有源滤波器构成的混合滤波器能大大降低电流纹波和提高电源的稳定精度。一台实际的工业装置测试表明 ,其纹波达到了 10ppm。     

稳定/脉冲电源用串联型直流有源电力滤波器的控制方法研究

本文在介绍稳定/脉冲直流电源系统结构的基础上，重点分析比较了串联型直流有源电力滤波器的四种控制方法。仿真和实验结果表明，对于负载阻抗较小的稳定/脉冲直流电源而言，采用检测无源滤波支路纹波电压来控制串联型直流有源电力滤波器是最好的选择。在理想情况下，只须控制直流有源电力滤波器的放大倍数为1便可使负载上的纹波电压和纹波电流等于零。该方法实现简单，用普通的电路元器件便可十分容易地达到负载电压和电流的低纹波要求。     

基于LCL滤波器的高稳态性能并联有源电力滤波器

并联有源电力滤波器(APF)适用于补偿电流源型谐波,通常由于谐波电流较大的变化率以及电流环的稳态误差,进行高精度补偿具有一定难度。本文采用LCL滤波器兼顾补偿电流带宽和开关纹波的滤除效果,从补偿电流变化率和滤波电容高频分流的角度详细讨论了滤波器的设计方法。同时,将重复控制直接应用于LCL滤波器的补偿电流控制,带有惯性的微分补偿器保证了控制环的稳定性和稳态精度。采用上述措施后,补偿后的电网电流在高、低频段都有较低的谐波含量。实验结果证明了本文方案的有效性。     

并联有源滤波器控制策略研究

有源滤波器(APF)是消除电网中非线性负载产生的电流谐波的有效手段,本文分别对并联APF和并联混合APF的控制策略进行了研究。针对某一类非线性负载,提出了一种在单一同步坐标系下的复合控制器,包含PI和重复控制器。该复合控制器结合了PI和重复控制器的优点,能够消除稳态误差和改善系统鲁棒性。本文详细研究了复合控制器的设计方法,对控制系统稳定性进行了分析。所提控制方法在三相并联有源滤波器系统进行了验证,实验结果证明了所提出的混合控制器具有优异的性能。将有源滤波器(APF)和无源滤波装置(PF)结合起来构成混合有源滤波器(HAPF)是当今的发展趋势,既弥补了无源滤波装置的固有缺陷,又能充分发挥有源滤波器的优势。本文对无变压器型混合并联有源滤波器的设计原则进行了研究,提出了具体的设计方法以及电感值和直流母线电压之间的关系。同时,分别给出了HAPF进行补偿负载电流谐波和阻尼电网电压谐波放大这两种不同应用时的控制策略,对其滤波和阻尼特性进行了详细的分析。为了改善HAPF性能,在控制策略中引入了广义积分控制器。实验结果证明了混合并联滤波装置的优异性能。     

串联混合型单相电力有源滤波器稳态特性的研究

串联混合型单相电力有源滤波器是串联有源滤波器与并联无源滤波器组合而成的单相电路新型滤波装置。本文基于其控制方法和工作原理，对其稳态工作特性进行了深入研究。通过分析，获得了稳态补偿特性曲线，探讨了其控制放大倍数与补偿性能的关系，分析了其对电路中谐振现象的抑制作用。仿真和实验表明，该滤波装置具有良好的稳态补偿特性，并且可以较好地抑制无源滤波器与电网阻抗之间的谐振     

C型混合有源电力滤波器

该文提出一种新型混合有源电力滤波器结构，它将C型无源滤波器和电压源型有源滤波器结合起来，其中有源滤波器不承受基波电压，不负担基波电流且只通过部分谐波电流，输出变压器变比可以小于1，有源滤波器的直流侧电压与系统电压之比较低。在该文给出的复合控制方式下，该混合有源滤波器可以完全补偿指定的若干次负载谐波电流，同时对其他各次谐波电流有部分补偿作用。仿真和实验结果表明该方法中的有源滤波器具有装置容量小，输出电压波形控制简单，滤波效果好，容易实现的优点，适合于高电压大电流场合的谐波治理。     

变压器串联型直流有源电力滤波器的控制方法研究

介绍了应用于稳定直流电源中的串联型有源电力滤波器的系统结构。详细分析了有源电力滤波器的四种最基本的控制方法 ,并简要比较了它们各自的优缺点。实验结果表明 ,采用检测无源滤波支路纹波电压的控制方法效果最佳 ,有源电力滤波器具有良好的补偿效果 ,实现了稳定直流电源对负载电压和电流的低纹波要求     

状态反馈与延迟补偿相结合的电流型有源滤波器控制方法

电流型有源滤波器比电压型有源滤波器有更强的电流控制能力和更高的可靠性.电流型有源滤波器主要由电流源脉宽调制(PWM)逆变器和LC型无源滤波器组成.LC型无源滤波器能滤除逆变器开关频率附近的谐波分量,但会引起系统振荡;由于采样和计算的延迟,逆变器发出的补偿电流总滞后于负载电流,使得有源滤波器的补偿性能较差.为解决这些问题,文中提出了状态反馈和延迟补偿相结合的控制方法,用状态反馈提高系统阻尼,用延迟补偿减小逆变器补偿电流的滞后时间.在基于TMS320C32型数字信号处理器(DSP)构建的有源滤波器实验装置上进行的实验表明该方法有较好的稳态滤波效果和暂态过渡性能.     

HVDC系统中低成本串联混合型直流有源滤波器

针对已有串联结构有源滤波器(active DC filter,ADF)的不足,分析了HVDC系统中直流ADF基本原理后,提出了一种低成本的结合有、无源滤波方案,保证滤波器有源模块不承受直流电压,不流过直流电流,有效降低ADF装置容量的串联混合型结构;从传递函数角度建立ADF系统数学模型,将消谐控制方法用于ADF,分析其补偿原理;初步分析ADF设备与无源滤波PF设备的配合使用情况,以进一步减小有源滤波装置容量。仿真和实验结果验证该方案的有效性。     

级联H桥储能变换器直流纹波电流的无源与有源抑制策略

级联H桥储能变换器直流纹波电流会给储能系统带来效率降低、寿命减少、并网谐波增大等不利影响。分析了电容滤波、LC滤波、LC串联谐振3种无源滤波电路抑制直流链纹波电流的方法,以及它们减小直流链纹波电流的可行性。提出了基于耦合变压器直流有源滤波电路的级联H桥储能变换器拓扑,利用直流有源滤波电路吸收直流链纹波电流,减少流入级联H桥储能变换器直流端口的纹波电流。最后,通过仿真验证了有源滤波方法减小直流链纹波电流的有效性。     

有源电力滤波器改进无差拍控制方法

针对并联型有源电力滤波器拓扑结构提出了一种改进无差拍控制方法,在传统的无差拍控制方法的基础上,令有源电力滤波器一个开关周期内的平均值跟踪参考,经过计算得到下一个周期的开关占空比。该方法具有计算简单、延时小、对参考电流突变有较好跟踪效果和输出电流纹波小等优点,并可以有效补偿由于中性点隔离对控制性能的影响。文中给出了详细的理论分析,并设计制作了一套三相三线制并联有源滤波器实验装置,实验结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性。