一、级联型相移SPWM变流器及其在有源电力滤波器中的应用(论文文献综述)
周天奇[1](2019)在《CPS-TPWM级联多电平APF的调制与控制方法研究》文中进行了进一步梳理随着我国电气化铁路的高速发展,系统中的非线性负载大量增加,对于抑制系统中的谐波是急需要考虑的问题。有源滤波器(Active Power Filter,APF)为目前谐波补偿的研究热点,能够动态补偿电网中的谐波,改善电能质量。对于常规拓扑的APF受限于器件的耐压等级和开关频率,只能应用到低压领域,并不能满足实际使用要求。针对以上问题,本文研究了单相级联H桥并联型APF,这种拓扑结构能够应用到高压大功率场合,并且容易实现模块化设计和封装,具有很好的工程应用价值。本文首先基于载波相移正弦波脉宽调制策略(Carrier Phase-shifted SPWM,CPS-SPWM)上,引入改进型载波相移梯形波脉冲宽度调制技术(Carrier Phase Shift Trapezoidal PWM,CPS-TPWM)。CPS-TPWM调制技术结合了级联多电平技术的优点,能够在较低的开关频率下实现较高等效开关频率的情况下,还可以提高APF直流侧电压利用率等优点,使它在APF和大功率变流器等领域将有着广泛的应用前景。其次基于单相级联H桥型APF,对于串联的单个H桥模块由于自身存在差异,导致模块间的损耗也存在着差异,最后在运行过程中使串联的H桥模块直流侧电压出现不平衡现象,这对于APF的运行会产生较大的影响。为了有效的控制单相级联H桥APF直流侧电容电压的稳定和均衡,本文引入了内外层控制策略,即外层控制策略通过传统的电压电流内外环控制来实现级联H桥APF直流侧总电压的稳定控制,内层控制策略通过叠加有功电压矢量的办法对每个H桥模块进行均压控制,使APF能够安全有效的运行。文章最后在Matlab/Simulink环境下搭建单相级联H桥APF仿真模型,对各功能模块及系统整体功能进行仿真实验。通过对系统的仿真,验证了本文调制策略和控制策略的有效性。
李赫[2](2018)在《级联型H桥多电平有源电力滤波器控制策略研究》文中指出随着现代社会电力行业突飞猛进的发展,人们越来越关注电能质量等问题,提高谐波及无功的治理是提高电能质量的主要方法。在谐波和无功治理方面中有源滤波器(Active power Filter,APF)越来越受到大家关注。由于日益增多的高压大功率设备投入到电网运行,两电平APF及二极管钳位式和飞跨电容式APF的控制复杂、容量不高、不易扩展等问题不能满足工况要求。H桥级联结构由若干个相同的变流器单元(单相全桥电路)级联而成,增大了变流器的功率容量,减小了单个开关器件所承受的电压且易于模块化和封装。所以级联型H桥多电平APF在高压、大功率电能质量控制领域具有比较可观前景。本文首先分析了载波相移SPWM技术的基本原理。将级联式H桥拓扑结构与SPWM技术的有机结合,对工况中此技术产生的死区效应进行分析,提出利用前馈PI调节器补偿死区的算法。验证SPWM传输性能研究,证实能够实现较高效率的开关频率。其次利用瞬时无功功率理论中的ip-i q算法对电流进行检测。采用开关频率固定的三角波比较控制方式进行电流跟踪控制。本文H桥直流侧电压的特点,研究出能保证直流侧电压与直流母线电压相互平衡的算法。最后搭建了级联型多电平APF仿真模型,对本文所提出算法的进行验证,仿真研究表明该方案实时性高、鲁棒性强、具有良好的谐波补偿性能,验证了本论文所研究的算法可靠性,设计了级联型多电平APF硬件与软件系统。
刘意[3](2017)在《基于DSP+FPGA的级联H桥APF研究》文中研究表明随着现代工业技术的发展,各种电力电子装置得到广泛应用,非线性负载带来的谐波污染对电网系统的电能质量造成严重的影响。有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)作为一种可以实时补偿谐波和无功的装置,其应用为电网电能质量的提高起到了重要作用。但高压大功率场合,由于功率器件的容量与开关频率之间的矛盾,APF的应用受到限制。将级联H桥型多电平变流器与载波相移SPWM技术结合,能够实现在较低的开关频率下得到较高的等效开关频率,同时将耐压能力较低的功率器件应用于高压场合。本文对基于DSP+FPGA的级联H桥有源电力滤波器做了一些研究。本文首先介绍了APF的工作原理、常用谐波电流检测方法以及多电平变流器拓扑结构。接着分析了载波移相SPWM技术的基本原理和传输带宽,并对双极性CPS-SPWM和单极倍频CPS-SPWM输出波形进行了数学分析与对比。通过对级联H桥APF的工作模式分析,将单极倍频CPS-SPWM技术应用于级联H桥拓扑。其次在分析了造成直流侧电压不均衡的因素后,提出了一种全局稳压、相间均压和相内均压的三层控制策略来实现电压平衡。同时,为了使APF能够获得很好的补偿特性,本文对APF的输出滤波电感和直流侧分立电容进行了设计。然后在基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测方法和基于三角载波的直接电流控制方法的基础上,在Simulink环境下搭建H桥级联APF系统仿真模型,对控制策略和参数设计进行了仿真验证。文章最后介绍并分析了基于DSP+FPGA的级联H桥APF控制系统的设计,包括对控制系统外围的硬件电路设计以及软件流程设计。着重分析了DSP+FPGA的多路PWM脉冲发生器的硬件构成和实现方法。
刘涛涛[4](2014)在《级联H桥有源滤波器研究》文中研究指明有源电力滤波器(APF)是一种能够动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置。普通的两电平拓扑结构,因电压等级低,容量低而在某些场合下的应用被限制。而级联型拓扑能够直接输出高压,输出相同电平下所需器件数目最少,而将APF的应用范围拓宽到大功率场合。本文以单重H桥级联型有源滤波器为研究对象,对其中若干关键技术进行了深入研究。谐波电流的检测是有源电力滤波器的关键技术之一,检测的快速性与准确性直接影响到整个系统的补偿性能。本文采用一种改进的滑窗迭代DFT谐波电流检测方法,利用离散傅立叶原理及滑窗迭代方法,通过引入固定的迭代因子,以及重建迭代方程组环节,从而省去了电压锁相环节及旋转因子重构环节。减小了系统的计算量,而且便于数字化实现。传统的空间矢量不能直接使用于单重级联H桥拓扑结构。本文采用错时空间矢量的调制方法,首先介绍了单重级联H桥拓扑与组合变流器的等价关系,随后分析了该调制方法的原理及实现方法,其综合了载波移相等效开关频率高以及空间矢量SVPWM直流侧电压利用率高的优点。本文采用LCL滤波器代替传统单电感滤波器,作为有源滤波器的输出滤波器与电网相连,并采用无源阻尼的方法对三阶LCL系统实现谐振抑制。它兼顾了低频段增益和高频段衰减。分析了LCL滤波器各元件的制约关系,并利用实例设计,验证了适用于单重H桥有源滤波器的各参数具体的选择方法。最后通过MATLAB仿真平台对所设计的滑窗迭代DFT谐波检测方法,适用于单重H桥拓扑结构的错时空间矢量调制方法,以及无源LCL参数选取方法进行了仿真验证,并通过实验平台对部分理论进行了实验验证。
刘鸷[5](2013)在《H桥级联型并联有源电力滤波器的研究》文中提出有源电力滤波器(APF,Active Power Filter)作为一种新型的电力电子装置,可以动态抑制和补偿谐波,正受到越来越多的关注。然而在高电压和大容量的工作环境,常规拓扑的有源电力滤波器受制于开关电力电子器件的的耐压等级和工作频率,并不能满足使用要求。本文针对实际问题,重点研究了H桥级联型并联有源电力滤波器,这种拓扑结构可应用于高压大功率场合,并易于模块化设计和封装,在大功率电能质量控制领域具有很好的应用前景。本文首先提出了基于载波相移正弦波脉宽调制技术(Carrier phase-shifted SPWM,以下简称CPS-SPWM)的H桥级联型多电平变流器,CPS-SPWM技术结合了多重化技术与SPWM技术的优点,能够在较低的器件开关频率下实现较高等效开关频率的,通过低次谐波的相互抵消获得良好的谐波性能。H桥级联结构由若干个同样的变流器单元(单相全桥电路)级联而成,这样就增大了变流器的功率容量,减小了单个开关器件所承受的电压。其次基于瞬时无功功率理论,采用ip-iq算法对谐波电流进行实时检测。由于H桥直流侧电容相互独立,而直流侧母线电压维持在恒定数值是主电路精确跟踪指令信号的前提;文中采用电压外环的控制策略,来保证电容稳定均压。电流环的控制精度决定了有源滤波器的补偿性能,而PI调节并不能无静差跟踪周期指令信号,所以本文采用PI调节和重复控制相结合的复合控制策略来对指令信号进行跟踪,并分析了整个闭环控制系统的稳定性。为了保证跟踪效果,从幅值和相位两方面着手,确定了重复控制器的参数。然后基于MATLAB仿真平台。进行了大量的低压仿真模拟实验,在不同的条件下进行结果比较,通过分析电压和电流的波形和THD值,验证了本文所述理论和控制策略的正确性和可行性。最后搭建了三相五电平H桥级联型并联有源电力滤波器的实验平台,详细探讨了实验样机的硬件设计和软件设计,并进行了一系列的实验研究。
殷允阔[6](2013)在《H桥级联有源电力滤波器的研究》文中认为随着电力电子装置的广泛应用,非线性负载带来的谐波污染问题日益严重,对电网系统造成严重的危害。对谐波的治理已成为国内外研究的热点。其中有源电力滤波器是谐波治理研究中的一个重要趋势。在高压大功率应用场合,功率开关器件的工作电压与其开关频率的要求往往是相互矛盾的,载波相移SPWM技术和H桥级联型多电平技术能够较好的解决了这个问题,即在较低的器件开关频率下得到较高的等效开关频率同时将低压器件应用于高压场合。本文对基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器及其在有源电力滤波器中的应用做了一些研究。本文介绍了载波相移SPWM技术的基本原理,对该技术的输出电压波形、传输宽度和倍频等特点进行了分析;H桥级联型多电平变流器有着每个H桥电路单元相同易于实现模块化设计、所用的器件较少、低压器件实现高压输出等优点;本文将载波相移SPWM技术应用于H桥级联型多电平变流器中,它在有源电力滤波器和大功率变流器领域有着较广泛的应用前景。本文将基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器作为并联型有源电力滤波器的主电路,分析了基于瞬时无功功率理论的单相谐波检测方法;分析了电流跟踪策略及PI调节器参数整定,引入了电压前馈补偿方法;在MATLAB中建立仿真模型加以验证。本文设计一台基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器APF实验装置,并给出了实验装置主要参数设计的详细过程,实验结果表明该实验装置性能良好,具有较好的补偿性能。
马春艳,张国荣,王新颖[7](2012)在《级联型H桥多电平变流器在有源电力滤波器中的应用》文中研究指明针对级联型H桥有源电力滤波器(APF)直流电压的不平衡,提出了改进的电压内、外环加电流环控制方法,实现直流电压的均衡控制。采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波检测法和CPS-SPWM调制技术,搭建了2级级联型APF模型。仿真结果表明,采取所提出控制策略的级联型H桥APF能够很好地补偿谐波电流,同时也能维持直流电压的平衡和稳定,从而验证了方法的正确性和可行性。
杨晓利[8](2012)在《三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究》文中进行了进一步梳理有源电力滤波器(APF)是一种用于电网谐波治理和功率补偿的电力电子装置,能够改善电网供电系统的电能质量。近年来,一方面随着电力电子技术的快速发展,大量的电力电子装置广泛应用于社会生活和工业领域中,其非线性特性给电网中注入了大量的谐波,造成供电系统电能质量的恶化;另一方面科学技术的不断进步,越来越多的高精尖精密设备的出现对电网供电系统电能质量的要求越来越高。随着这一矛盾越来越突出,有源电力滤波器将会得到更加广阔的发展前景。本文围绕三相四线并联型多重化有源电力滤波器展开了研究。本文首先介绍了有源电力滤波器的研究背景;综述了前人对于并联型有源电力滤波器所做的研究工作,包括国内外研究现状、常用谐波电流检测算法和常用主电路控制算法;总结了有源电力滤波器的发展趋势。对于本论文研究工作的开展做了铺垫。比较分析了三相四线并联型有源电力滤波器的几种拓扑结构,本文采用四桥臂式变流器多重化主电路。基于有源电力滤波器一定的补偿容量,该拓扑结构的优点在于能够降低单个功率器件的开关频率,成倍等效地提高系统的整体开关频率,提高了系统的补偿效果。分析了基于瞬时功率理论的ip-iq谐波电流检测算法和特定次谐波电流检测算法,在此基础上采用了改进型的瞬时功率ip-iq谐波电流综合检测算法,该谐波控制算法较传统的ip-iq法具有更高的谐波电流检测精度,能够更好地控制有源电力滤波器中的有功分量,提高系统功率因数;而相比于特定次谐波检测算法,该检测算法计算量小,计算速度快,具有更好的检测实时性,系统动态跟踪响应快。介绍了载波相移SPWM控制技术在多重化主电路中的应用,并研究了LCL输出滤波器的工作特性,接着对主电路直流母线电压的控制做了分析研究。在此基础上,本文提出了一种基于LCL滤波的主电路双闭环控制策略。该控制策略不仅能有效地跟踪谐波指令电流产生谐波补偿电流,减少高频开关纹波,而且很好地抑制了多重化主电路变流器之间的环流,提高了整个系统的补偿效果。最后研制出一台三相四线并联型多重化有源电力滤波器,并介绍了装置相关的硬件电路的设计和系统软件程序的设计,以及主电路参数设计。通过MATLAB系统仿真和APF装置实验运行,验证了文中所提控制算法的正确性和可行性。
刘阳[9](2012)在《应用于电力有源滤波器的H桥级联多电平逆变器的研究》文中研究指明随着电力电子装置的广泛应用,非线性负载带来的谐波污染问题日益严重,对电网系统造成严重的危害。对谐波的治理已成为国内外研究的热点。其中有源电力滤波器是谐波治理研究中的一个重要趋势。在高压大功率应用场合,功率开关器件的工作电压与其开关频率的要求往往是相互矛盾的,载波相移SPWM技术和H桥级联型多电平技术能够较好的解决了这个问题,即在较低的器件开关频率下得到较高的等效开关频率同时将低压器件应用于高压场合。本文对基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器及其在有源电力滤波器中的应用做了一些研究。本文介绍了载波相移SPWM技术的基本原理,对该技术的输出电压波形、传输宽度和倍频等特点进行了分析;H桥级联型多电平变流器有着每个H桥电路单元相同易于实现模块化设计、所用的器件较少、低压器件实现高压输出等优点;本文将载波相移SPWM技术应用于H桥级联型多电平变流器中,它在有源电力滤波器和大功率变流器领域有着较广泛的应用前景。本文将基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器作为并联型有源电力滤波器的主电路,分析了基于瞬时无功功率理论的单相谐波检测方法;分析了电流跟踪策略及PI调节器参数整定,引入了电压前馈补偿方法;在MATLAB中建立仿真模型加以验证。本文设计一台基于载波相移SPWM技术的H桥级联型多电平变流器APF实验装置,并给出了实验装置主要参数设计的详细过程,实验结果表明该实验装置性能良好,具有较好的补偿性能。
罗颖鹏[10](2011)在《航空有源滤波器关键技术研究》文中研究表明随着飞机“多电化”进程的发展,航空电源系统的系统容量不断增加。机载电子设备、电作动装置的大量应用在提高飞机舒适性和先进性的同时,也使得航空电源系统中的电能质量问题愈发凸现。谐波、无功等电能问题降低了发电设备、用电设备的工作性能与使用寿命,严重影响了航空电源的供电质量以及飞机的正常工作。有源电力滤波(Active Power Filter, APF)技术作为一项调节电能质量的先进技术,因其显着的性能正得到越来越广泛的关注与研究。将APF技术引入航空电源系统,解决其中的电能质量问题,成为一种探索中的新方法。对于并联型APF的经典控制思想,主要包含两大关键模块——基准产生模块和电流跟踪模块。基准电流快速、准确的产生奠定了APF补偿的基础,良好的电流跟踪性能决定了APF的补偿效果。基于上述思想,本文的研究内容主要体现在以下两个方面:一是研究常规的电流基准产生方法,通过理论推导、数学建模等方法,寻求一种适合航空应用背景的APF全局控制方法;二是研究适应航空高频化需求的APF主电路拓扑及其相应的电流控制策略,提高航空有源滤波系统的带宽以及整体补偿效果。本文第二章以并联型APF为对象,通过对基于“pq”瞬时无功功率理论的APF经典控制方法展开研究,结合其控制框图的推衍和演化,通过数学推导揭示了APF典型控制方法之间的内在关联和机理特征。这为基于电网电流闭环控制航空有源滤波系统的提出奠定了理论基础。第三章在对开环控制和闭环控制进行对比研究的基础上,提出了以电网电流闭环控制作为航空有源滤波系统控制策略的设想。针对传统电网电流闭环控制动态响应较慢的问题,通过建模分析,揭示了导致这一缺陷的内在原因,并针对性地提出对扰动量——负载基波电流进行前馈补偿。仿真和实验结果表明,基于电网电流闭环反馈控制的并联型APF能够很好的补偿系统中的各种非线性负载,前馈补偿显着地提高了航空APF系统的动态响应与实用性。第四章,针对航空电网的特点,研究了一种基于级联型逆变器拓扑的并联型APF。对于级联型APF电压控制这一关键问题着重做了深入研究,给出了一种新颖的直流侧电压均衡控制策略。仿真结果表明,级联型APF能在相对一般的开关频率下有效的补偿不同电网频率下的非线性负载,专项的均压仿真也验证了新型电压控制策略的有效性,系统具有较好的实用性。基于二、三、四章的研究成果,本文研制了一套高性能航空有源滤波系统。该系统以电网电流闭环控制为并联型APF的全局控制策略,通过引入负载基波电流前馈补偿提高系统的动态性能,利用载波移相脉宽调制策略配合级联型逆变拓扑能够显着提高APF的系统带宽以及电流跟踪性能。该系统结构简单、模块化设计,可以灵活地补偿单相及三相负载。文中给出了一台补偿负载功率为10kVA的高性能航空有源滤波系统的硬件设计方法。实验结果表明,该滤波系统能够较好的补偿航空电网中的各种非线性负载,从而验证了该新型航空有源滤波系统的优秀性能以及前文理论推导的正确性。
二、级联型相移SPWM变流器及其在有源电力滤波器中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、级联型相移SPWM变流器及其在有源电力滤波器中的应用(论文提纲范文)
(1)CPS-TPWM级联多电平APF的调制与控制方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 谐波的主要问题 |
1.1.2 多电平技术的背景介绍 |
1.2 单相有源滤波技术的发展概况和研究现状 |
1.3 多电平技术的基本原理及拓扑结构 |
1.3.1 二极管钳位型变流器 |
1.3.2 飞跨电容性变流器 |
1.3.3 级联H桥多电平变流器 |
1.4 论文的主要研究工作 |
2 单相级联H桥多电平APF的研究 |
2.1 单相并联型APF的原理 |
2.2 单相并联型APF谐波电流检测方法 |
2.3 级联H桥多电平变流器原理分析 |
2.3.1 单个H桥变流器的原理分析 |
2.3.2 级联H桥多电平变流器工作状态分析 |
2.4 小结 |
3 载波相移调制技术 |
3.1 CPS-SPWM调制策略 |
3.1.1 CPS-SPWM调制策略的基本原理 |
3.1.2 CPS-SPWM波形的数学分析 |
3.1.3 CPS-SPWM仿真分析 |
3.2 CPS-TPWM调制策略 |
3.2.1 CPS-TPWM调制策略基本原理 |
3.2.2 梯形波三角形系数的选取 |
3.2.3 CPS-TPWM仿真分析 |
3.3 小结 |
4 级联H桥 APF的控制方法研究 |
4.1 补偿电流控制策略 |
4.2 直流侧与交流侧能量关系 |
4.3 直流侧电压不平衡的原因 |
4.4 直流侧电容电压控制策略 |
4.4.1 外层控制策略 |
4.4.2 内层控制策略 |
4.5 小结 |
5 系统仿真验证 |
5.1 系统仿真模型搭建和参数设置 |
5.1.1 APF主电路的参数设计 |
5.1.2 仿真模块的搭建 |
5.2 调制策略的仿真分析 |
5.2.1 CPS-SPWM调制策略仿真分析 |
5.2.2 CPS-TPWM调制策略仿真分析 |
5.3 控制方法仿真分析 |
5.3.1 直流侧稳压控制分析 |
5.3.2 直流侧均压控制分析 |
5.4 小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)级联型H桥多电平有源电力滤波器控制策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 谐波问题、标准及谐波抑制 |
1.1.1 谐波的定义 |
1.1.2 谐波的产生 |
1.1.3 谐波的影响 |
1.1.4 谐波的治理方法 |
1.2 有源滤波器的概述 |
1.2.1 电压型APF |
1.2.2 电流型APF |
1.3 多电平变流器 |
1.3.1 发展背景及历程 |
1.3.2 基本原理及优点 |
1.3.3 主要拓扑结构 |
1.4 本文研究内容 |
第二章 载波相移SPWM技术与级联型变流器的研究 |
2.1 载波相移SPWM技术 |
2.1.1 载波相移SPWM的基本原理 |
2.1.2 技术的输出波形分析载波相移SPWM |
2.1.3 载波相移SPWM技术的传输性能研究 |
2.2 载波相移SPWM技术在H桥变流器的应用研究 |
2.3 级联型多电平变流器的工作模式分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 级联型多电平有源滤波器工作原理及控制策略 |
3.1 APF的基本原理和拓扑结构 |
3.1.1 APF的基本原理 |
3.1.2 APF的基本电路拓扑 |
3.2 基于SPWM的级联型变流器在APF中的应用 |
3.3 谐波和无功的闭环检测方案 |
3.3.1 瞬时无功功率理论 |
3.3.2 qpii-谐波检测方法 |
3.4 传统的电流跟踪控制方法的研究 |
3.4.1 滞环比较控制方式 |
3.4.2 周期采样控制方式 |
3.4.3 三角波比较方式 |
3.5 级联型H桥电容直流母线电压均衡控制策略 |
3.5.1 控制策略概要 |
3.5.2 直流母线电压均衡控制器 |
3.5.3 模块均值电压控制器 |
3.6 死区补偿 |
3.7 本章小结 |
第四章 级联型多电平有源滤波器仿真研究 |
4.1 系统仿真参数设定 |
4.2 各仿真模块介绍及实验 |
4.3 系统仿真实验 |
4.3.1 系统仿真实验验证 |
4.3.2 系统突加负载仿真验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 级联型多电平有源滤波器系统硬件与软件设计 |
5.1 H桥级联型并联APF系统结构 |
5.2 变流器主电路设计 |
5.2.1 APF直流侧电容设计 |
5.2.2 APF交流侧输出电感设计 |
5.3 数字化控制芯片 |
5.4 控制系统硬件电路设计 |
5.4.1 控制板电源设计 |
5.4.2 负载电流采样 |
5.4.3 电网电压采样 |
5.4.4 直流电压采样 |
5.4.5 驱动电路设计 |
5.4.6 硬件保护电路设计 |
5.5 基于DSP+CPLD的多路波形发生器 |
5.6 软件程序设计 |
5.7 本章小结 |
第六章 全文总结 |
参考文献 |
论文发表和科研情况说明 |
致谢 |
(3)基于DSP+FPGA的级联H桥APF研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.2 有源电力滤波器的概述 |
1.2.1 发展和研究现状 |
1.2.2 主要拓扑结构 |
1.2.3 工作原理 |
1.3 多电平技术的发展背景与优点 |
1.4 多电平变流器的拓扑结构 |
1.4.1 二极管箝位型多电平变流器 |
1.4.2 电容箝位型多电平变流器 |
1.4.3 级联H桥多电平变流器 |
1.5 本文研究的主要内容 |
第二章 级联H桥APF的调制技术及应用 |
2.1 载波移相调制技术 |
2.1.1CPS-SPWM的基本原理 |
2.1.2 双极性CPS-SPWM输出波形分析 |
2.1.3 单极倍频CPS-SPWM输出波形分析 |
2.2 单极倍频CPS-SPWM技术线性度和传输带宽分析 |
2.3 级联H桥有源电力滤波器 |
2.3.1 级联H桥多电平变流器在有源电力滤波器中的应用 |
2.3.2 工作模式分析 |
2.3.3 单极倍频CPS-SPWM在级联H桥APF上的应用 |
2.4 本章小结 |
第三章 级联H桥APF控制策略及参数设计 |
3.1 补偿电流控制策略综述 |
3.2 直流电容电压不平衡机理分析 |
3.3 直流侧电压控制 |
3.3.1 全局稳压控制 |
3.3.2 相间均压控制 |
3.3.3 相内均压控制 |
3.4 滤波电感L的设计 |
3.5 直流侧电容的设计 |
3.5.1 调制信号的计算 |
3.5.2 直流侧电容电压波动分析 |
3.5.3 直流侧电容的选择 |
3.6 本章小结 |
第四章 仿真分析 |
4.1 系统仿真参数设定及模块仿真分析 |
4.1.1 系统仿真参数设定 |
4.1.2 主电路和非线性负载模块及仿真 |
4.1.3 谐波电流检测模块及仿真 |
4.1.4 单极倍频CPS-SPWM模块及仿真 |
4.1.5 直流侧均压模块及仿真 |
4.2 实验仿真 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于DSP+FPGA的控制系统硬件及软件设计 |
5.1 控制系统外围硬件电路设计 |
5.1.1 电源模块电路设计 |
5.1.2 A/D采样调理电路设计 |
5.1.3 保护电路设计 |
5.2 DSP控制系统软件设计 |
5.2.1 主控芯片MC56F84789简介 |
5.2.2 数字PI算法 |
5.2.3 级联H桥APF软件流程图 |
5.3 基于DSP+FPGA的多路PWM波形发生器 |
5.3.1 FPGA及硬件描述语言Verilog HDL的介绍 |
5.3.2 多路波形发生器构成及各模块功能 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(4)级联H桥有源滤波器研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
目录 |
Contents |
图清单 |
表清单 |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 谐波治理方案 |
1.3 有源滤波器的结构和原理 |
1.4 课题关键技术研究现状 |
1.5 主要研究工作 |
2 LCL滤波器的单重级联H桥有源滤波器数学模型 |
2.1 引言 |
2.2 单重级联 H 桥有源滤波器数学模型 |
2.3 LCL 滤波器数学模型 |
2.4 本章小结 |
3 有源滤波器谐波电流检测方法 |
3.1 引言 |
3.2 基于瞬时无功功率理论的谐波检测法 |
3.3 传统滑窗迭代 DFT 在谐波检测中的应用 |
3.4 改进的滑窗迭代 DFT 谐波检测方法 |
3.5 本章小结 |
4 单重H桥有源滤波器调制策略 |
4.1 引言 |
4.2 错时采样空间矢量基础 |
4.3 级联 H 桥变流器与串联组合变流器等价关系 |
4.4 错时采样空间矢量原理 |
4.5 错时采样空间矢量调制的实现与验证 |
4.6 本章小结 |
5 基于无源阻尼法的LCL滤波器设计 |
5.1 引言 |
5.2 LCL 滤波器设计 |
5.3 本章小结 |
6 仿真结果与实验验证 |
6.1 引言 |
6.2 APF 系统仿真结果 |
6.3 实验装置系统构成 |
6.4 实验结果 |
6.5 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(5)H桥级联型并联有源电力滤波器的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
致谢 |
第一章 绪论 |
1.1 高压、大功率变流器的研究 |
1.1.1 多电平变流器的拓扑结构 |
1.1.2 大功率多电平变流器调制策略 |
1.2 谐波及无功概述 |
1.2.1 谐波的产生 |
1.2.2 谐波的危害 |
1.2.3 谐波治理 |
1.3 有源电力滤波器技术概述 |
1.3.1 有源电力滤波器的拓扑研究 |
1.3.2 有源电力滤波器的研究趋势 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第二章 CPS-SPWM 在 H 桥级联变流器中的应用 |
2.1 CPS-SPWM 技术 |
2.1.1 载波相移 SPWM 技术的输出波形分析 |
2.1.2 CPS-SPWM 组合变流器的传输带宽研究 |
2.2 H 桥级联型多电平变流器工作原理 |
2.2.1 单个 H 桥变流器单元的工作机理 |
2.2.2 H 桥级联拓扑结构 |
2.3 CPS-SPWM 在级联型多电平变流器中的应用 |
2.3.1 工作原理 |
2.3.2 仿真实验 |
2.4 本章小结 |
第三章 并联型有源电力滤波器的工作原理 |
3.1 并联型有源电力滤波器的拓扑结构 |
3.2 有源电力滤波器的主电路形式 |
3.3 谐波和无功电流检测方法 |
3.3.1 谐波和无功电流的基本概念 |
3.3.2 三相电路的瞬时无功功率理论 |
3.3.3 基于瞬时无功功率理论谐波检测方法 |
3.4 电流跟踪控制 |
3.5 本章小结 |
第四章 H 桥级联型并联有源电力滤波器的控制策略 |
4.1 H 桥级联型并联有源电力滤波器整体设计 |
4.2 H 桥直流侧稳压控制策略 |
4.3 电流闭环跟踪 |
4.3.1 重复控制技术 |
4.3.2 重复控制器的结构 |
4.3.3 重复控制系统的稳定性分析 |
4.3.4 重复控制系统 |
4.3.5 重复控制器参数设计 |
4.4 系统仿真实验 |
4.5 本章小结 |
第五章 H 桥级联型并联有源电力滤波器的设计 |
5.1 H 桥级联型并联 APF 系统结构图 |
5.2 变流器主电路设计 |
5.2.1 直流侧电容设计 |
5.2.2 逆变器输出电感设计 |
5.3 数字化控制芯片 |
5.4 控制系统硬件电路设计 |
5.4.1 控制板电源设计 |
5.4.2 采样及调理电路设计 |
5.4.3 驱动电路设计 |
5.4.4 硬件保护电路设计 |
5.5 软件程序设计 |
5.6 基于 DSP+CPLD 的多路波形发生器 |
5.7 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(6)H桥级联有源电力滤波器的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
致谢 |
插图清单 |
表格清单 |
第一章 绪论 |
1.1 有源电力滤波器的分类 |
1.2 有源电力滤波器的拓扑结构 |
1.2.1 电压型有源电力滤波器 |
1.2.2 电流型有源电力滤波器 |
1.2.3 串联型有源电力滤波器 |
1.2.4 并联型有源电力滤波器 |
1.3 有源电力滤波器的基本原理 |
1.4 有源电力滤波器的特性 |
1.5 有源电力滤波器的发展与研究现状 |
1.5.1 有源电力滤波器的发展 |
1.5.2 有源电力滤波器的研究现状 |
1.6 本章小结 |
第二章 级联多电平变流器的调制原理 |
2.1 载波移相 SPWM 技术的基本调制原理 |
2.2 载波移相调制技术的数学分析 |
2.2.1 功率单元输出电压的数学分析 |
2.2.2 级联多电平变流器输出电压的数学分析 |
2.3 级联型多电平变流器的工作模式分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 有源电力滤波器谐波检测方法 |
3.1 引言 |
3.2 傅里叶变化法 |
3.2.1 傅里叶变换的基本理论 |
3.2.1.1 傅立叶级数三角形式 |
3.2.1.2 傅立叶级数指数形式 |
3.2.1.3 离散傅立叶变换(Discrete Fourier Tran form,简称 DFT) |
3.2.1.4 快速傅立叶变换(Fast Four ier Transform,简称 FFT) |
3.2.1.5 离散傅立叶算法与快速傅立叶算法的比较 |
3.2.2 傅立叶变换法的局限性 |
3.3 自适应谐波电流检测法 |
3.3.1 自适应噪声对消法 |
3.3.2 自适应谐波电流检测法 |
3.3.3 改进型自适应谐波电流检测法 |
3.4 基于瞬时无功功率理论的检测方法 |
3.4.1 三相电路瞬时无功功率理论 |
3.4.2 基于 p-q 运算法的三相谐波检测 |
3.4.3 基于 ip-iq运算法的三相谐波检测 |
3.4.4 一种新的单相瞬时谐波及无功电流检测方法 |
3.4.5 基于单相谐波检测法的三相检测新方法 |
3.5 本章小结 |
第四章 并联型 H 桥级联有源电力滤波器控制系统设计 |
4.1 并联型 APF 的工作原理 |
4.2 APF 的电流跟踪与并网控制策略 |
4.2.1 电流跟踪策略 |
4.2.2 变流器并网控制策略 |
4.3 APF 系统仿真 |
4.4 本章小结 |
第五章 实验装置与实验结果 |
5.1 H 桥级联有源电力滤波器的主电路结构 |
5.2 H 桥级联有源电力滤波器的参数设计 |
5.2.1 主电路容量的计算 |
5.2.2 直流侧电压的计算和电容的选取 |
5.2.3 并网电感值的选取 |
5.2.4 主电路开关器件的选择 |
5.3 DSPF2812 的外围电路 |
5.3.1 供电电源模块 |
5.3.2 时钟振荡电路 |
5.3.3 外部存储器电路 |
5.3.4 JTAG 接口电路 |
5.4 信号采集电路的设计 |
5.4.1 电流采样电路 |
5.4.2 电压采样电路 |
5.5 硬件锁相电路的设计 |
5.6 软件流程设计 |
5.7 实验验证 |
5.8 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(7)级联型H桥多电平变流器在有源电力滤波器中的应用(论文提纲范文)
0 引 言 |
1 级联型H桥多电平变流器在APF中的应用及工作原理 |
1.1 CPS-SPWM调制技术原理及应用 |
1.2 级联型H桥APF直流母线电压的均衡控制 |
1.3 基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波和无功电流检测 |
2 仿 真 |
3 结 语 |
(8)三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
1 引言 |
1.1 APF的研究背景 |
1.1.1 谐波的定义和危害 |
1.1.2 谐波抑制的措施 |
1.2 APF的研究现状 |
1.2.1 国内外研究状况 |
1.2.2 常用谐波电流检测算法 |
1.2.3 常用补偿电路控制算法 |
1.3 APF的发展趋势 |
1.4 本文的主要研究内容 |
2 APF的拓扑结构和数学模型 |
2.1 APF的拓扑结构 |
2.2 APF的数学模型 |
2.3 本章小结 |
3 APF谐波电流检测算法 |
3.1 i_p-i_q谐波电流检测算法 |
3.2 特定次谐波电流检测算法 |
3.3 瞬时功率i_p-i_q谐波电流综合检测算法 |
3.4 数字低通滤波器 |
3.5 本章小结 |
4 APF多重化主电路控制策略 |
4.1 多重化主电路载波相移SPWM控制 |
4.1.1 载波相移SPWM技术 |
4.1.2 多重化主电路输出频域分析 |
4.1.3 多重化主电路传输带宽研究 |
4.2 主电路输出滤波器的研究 |
4.2.1 LCL滤波器的数学模型 |
4.2.2 LCL滤波器的工作特性 |
4.2.3 LCL滤波器的参数设计 |
4.3 主电路直流母线电压控制 |
4.3.1 控制策略 |
4.3.2 软启动 |
4.4 基于LCL滤波的双闭环控制策略 |
4.5 本章小结 |
5 APF系统实现与结果分析 |
5.1 控制电路结构图 |
5.2 APF硬件电路设计 |
5.2.1 锁相环电路 |
5.2.2 驱动及保护电路 |
5.2.3 吸收电路 |
5.3 控制系统软件程序设计 |
5.3.1 主程序 |
5.3.2 中断服务子程序 |
5.4 APF主电路参数设计 |
5.4.1 直流母线电压 |
5.4.2 直流侧电容器 |
5.4.3 限流电阻 |
5.5 APF仿真和实验结果及分析 |
5.5.1 仿真结果 |
5.5.2 实验结果 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(9)应用于电力有源滤波器的H桥级联多电平逆变器的研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
致谢 |
第一章 绪论 |
1.1 多电平变流器的现状概述 |
1.1.1 多电平变流器拓扑结构的现状概述 |
1.1.2 多电平变流器调制方法的现状概述 |
1.2 有源电力滤波器的现状概述 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第二章 载波相移 SPWM 技术和级联多电平变流器的研究 |
2.1 载波相移 SPWM 技术 |
2.1.1 载波相移 SPWM 的基本原理 |
2.1.2 载波相移 SPWM 技术的输出波形分析 |
2.1.3 载波相移 SPWM 技术的传输性能研究 |
2.2 载波相移 SPWM 技术在 H 桥级联型多电平变流器的应用研究 |
2.3 级联型多电平变流器的工作模式分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 并联型有源电力滤波器控制系统设计 |
3.1 并联型 APF 的工作原理和电路拓扑结构 |
3.1.1 并联型 APF 的工作原理 |
3.1.2 并联型 APF 的电路拓扑结构 |
3.2 电路的谐波和无功电流实时检测 |
3.2.1 谐波和无功电流的基本概念 |
3.2.2 三相电路的瞬时无功功率理论 |
3.2.3 基于三相电路瞬时无功功率理论的单相谐波检测 |
3.2.4 基于单相电路瞬时功率的单相谐波和无功电流检测法 |
3.3 APF 闭环系统电流跟踪及并网控制策略 |
3.3.1 电流跟踪控制策略 |
3.3.2 变流器并网控制策略 |
3.4 APF 系统仿真 |
3.4.1 APF 仿真系统模型的建立 |
3.4.2 APF 仿真结果 |
3.5 本章小结 |
第四章 单相有源电力滤波器样机的硬件和软件设计 |
4.1 APF 实验系统框图 |
4.2 变流器主电路设计 |
4.2.1 主电路中 H 桥单元设计 |
4.2.2 直流侧电容设计 |
4.2.3 交流侧并网电感设计 |
4.3 电流电压采样及捕获电路 |
4.3.1 电流采样电路 |
4.3.2 电压采样及其捕获电路 |
4.4 驱动及其保护电路 |
4.5 DSP 控制系统及程序设计 |
4.6 DSP+CPLD 的 12 路 PWM 发生器 |
4.7 本章小结 |
第五章 单相实验结果及分析 |
5.1 实验结果及分析 |
5.2 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
在读期间发表论文 |
(10)航空有源滤波器关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 航空电源系统发展过程及其电能质量问题 |
1.2 传统的谐波抑制手段 |
1.2 有源电力滤波技术 |
1.3 有源电力滤波技术在航空电源系统中的应用 |
1.4 本文研究内容及意义 |
第二章 并联型有源电力滤波器控制机理解析 |
2.1 并联型有源电力滤波器 |
2.1.1 并联型APF 常用主电路拓扑 |
2.1.2 并联型APF 电流控制技术 |
2.2 并联型APF 谐波检测算法 |
2.2.1 传统功率理论 |
2.2.2 瞬时无功功率理论 |
2.2.3 基于“pq”法的谐波电流检测策略 |
2.3 并联型APF 的无谐波检测 |
2.4 并联型APF 两种典型控制方式的机制解析 |
2.4.1 基于“pq”理论谐波检测算法的并联型APF |
2.4.2 APF补偿p的交流分量和全部q |
2.4.3 APF只补偿p和q的交流分量 |
2.4.4 并联 APF 控制机理 |
2.5 仿真验证 |
2.6 本章小结 |
第三章 电网电流闭环控制及其前馈补偿 |
3.1 电网电流的开环与闭环控制 |
3.1.1 闭环负反馈的思想 |
3.1.2 有源滤波器的电网电流闭环控制 |
3.1.3 基于闭环控制的航空有源滤波系统 |
3.2 电网电流直接控制系统模型 |
3.2.1 电流跟踪模块建模 |
3.2.2 基准电流产生环节建模 |
3.3 负载扰动对APF 性能的影响 |
3.3.1 负载扰动对电流基准的影响 |
3.3.2 电压环优化设计的矛盾性 |
3.4 负载基波有功电流前馈补偿策略 |
3.4.1 前馈补偿 |
3.4.2 负载基波有功电流前馈 |
3.5 仿真与实验验证 |
3.6 本章小结 |
第四章 级联型有源电力滤波器及其控制策略 |
4.1 级联型逆变器及其调制策略 |
4.1.1 级联型逆变器 |
4.1.2 阶梯波合成脉宽调制 |
4.1.3 基于载波组的PWM 技术 |
4.1.4 多电平电压空间矢量调制 |
4.2 CPS-SPWM调制策略 |
4.3 级联型有源电力滤波器及其控制策略 |
4.3.1 级联型有源电力滤波器的研究现状 |
4.3.2 三相三线制级联型有源滤波器 |
4.3.3 级联型有源电力滤波器的直流侧电压控制 |
4.4 三相四线制级联型有源滤波系统及其控制策略 |
4.4.1 级联型有源滤波器系统框图 |
4.4.2 直流侧总电压控制 |
4.4.3 电压均衡控制 |
4.5 仿真验证 |
4.5.1 400Hz仿真结果 |
4.5.2 变频航空电源系统仿真结果 |
4.5.3 电压控制仿真结果 |
4.6 本章小结 |
第五章 高性能航空有源滤波器的系统实现与实验验证 |
5.1 高性能航空有源滤波器的系统实现 |
5.2 新型航空有源滤波系统主电路参数的设计 |
5.2.1 直流侧电压、直流侧容值的选取与设计 |
5.2.2 接口电感的设计 |
5.3 航空有源滤波系统的实验效果 |
5.3.1 单相400Hz实验 |
5.3.2 三相400Hz实验 |
5.4 本章小结 |
第六章 结束语 |
6.1 本文的主要工作 |
6.2 下一步要完成的工作 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、级联型相移SPWM变流器及其在有源电力滤波器中的应用(论文参考文献)
- [1]CPS-TPWM级联多电平APF的调制与控制方法研究[D]. 周天奇. 兰州交通大学, 2019(03)
- [2]级联型H桥多电平有源电力滤波器控制策略研究[D]. 李赫. 天津理工大学, 2018(11)
- [3]基于DSP+FPGA的级联H桥APF研究[D]. 刘意. 合肥工业大学, 2017(06)
- [4]级联H桥有源滤波器研究[D]. 刘涛涛. 中国矿业大学, 2014(02)
- [5]H桥级联型并联有源电力滤波器的研究[D]. 刘鸷. 合肥工业大学, 2013(03)
- [6]H桥级联有源电力滤波器的研究[D]. 殷允阔. 合肥工业大学, 2013(03)
- [7]级联型H桥多电平变流器在有源电力滤波器中的应用[J]. 马春艳,张国荣,王新颖. 低压电器, 2012(23)
- [8]三相四线多重化有源电力滤波器控制策略研究[D]. 杨晓利. 北京交通大学, 2012(10)
- [9]应用于电力有源滤波器的H桥级联多电平逆变器的研究[D]. 刘阳. 合肥工业大学, 2012(06)
- [10]航空有源滤波器关键技术研究[D]. 罗颖鹏. 南京航空航天大学, 2011(12)