基于FPGA技术的有源电力滤波器研究

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1、国内图二沾分类号：TM761工学硕士学位论文基于FPGA技术的有源电力滤波器研究硕士研究生：导I晡ng：寸：申请学位级别：学科、专业：所在单位：．答辩日期：授予学位单位：黄磊刘骥工学硕士高电压与绝缘技术电气与电子工程学院2013年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TM761DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyofFPGA--basedActivePowerFilterCandidate：Supervisor：HuangLeiLiuJiAcademicDegre

2、eAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：Dateof0ralExamination：University：HighVoltageandInsulationTechnologyHarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于FPGA技术的有源电力滤波器研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理丁大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或

3、撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：预么同期：知≯乡年≯月／R哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《基于FPGA技术的有源电力滤波器研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期问在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或

4、其他复制手段保存论文，可以公椎论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密画。(请在以上相应方框内打√)作善签名：磺办导师虢苏l濮R期：如j弓年中月／日隅枷7乡年f月／同☆五：滨理]j，^二学r学{i!i!Ij学位沦文基于FPGA的有源电力滤波器研究摘要随着电力电子技术的迅速发展，电力电子装胃广泛的应用到工业以及同常的生活当中，电力电子器件已经取代变压器、异步电动机等成为最主要的谐波源，致使大量谐波和无功电流出现在电网中，所以如何治理谐波及无功补偿已经成为电能质量中最受关注的问题。本文首先介绍了谐波产生的原

5、因、危害，阐述了有源电力滤波器的工作原理，说明有源滤波器能够达到良好的滤波及补偿效果。总结介绍了几种有源滤波器的结构、谐波检测方法和控制方法。在三相三线制平衡负载系统下，对ip．i。检测法与仅需要源电流法进行理论分析与结构对比，通过Matlab／Simulink软件建立有源滤波器系统模型，并进行仿真，说明本文所采用的仅需要电源电流有源滤波器不但结构简单，而且证明其可行性与有效性。最后在控制系统中引入神经网络控制，证明在抑制谐波和无功补偿方面有良好的效果。文中给出了有源电力滤波器主电路的容量、电容电压、输出电感的计算公式，通过对直流侧电

6、容、交流侧电感对电源电流检测法有源滤波器主电路影响的分析，确定电容、电感等主要参数。根据工程中一种绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块损耗的计算方法算出所选IGBT的损耗，通过开关量损耗选择一种合适的散热器。应用Ansys软件对所设计的散热系统进行仿真，仿真结果表明所选散热器符合要求。搭建实验电路，测量散热片实际温度与仿真结果相比，两者的一致性好，验证了仿真实验的合理性。完成FPGA逻辑设计流程，在Modelsim环境中对A／D控制及数据储存模块，PI算法模块，过零检测模块，滞环比较模块，PWM脉冲生成及死区保护模块进行仿真，得到仿真图形

7、，经过Quartusll综合布局布线后，通过仿真说明FPGA编译流程的正确性。最后，在理论和仿真的基础上，将编译成功的程序下载到FPGA中，通过采集到的波形表明采用FPGA实现电源电流检测有源滤波器的控制方式是可行的。关键词有源电力滤波器；电能质量；现场可编程门阵列；神经网络控制喻，J：滨理T人学T学顺卜学位论文StudyofFPGA·-basedActivePowerFilterAbstractWiththerapiddevelopmentofpowerelectronicstechnology,awiderangeofpowere

8、lectronicdevicesareappliedtoindustryanddailylife．Thepowerelectronicdeviceshavereplacedtransformersandasynchron