并联型有源电力滤波器的设计与实现

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要电力电子技术为工业设备提供了高速、高效和节能的控制手段，但同时也给电网注入了不可忽视的无功以及谐波电流。在众多谐波抑制和无功功率补偿技术中，有源电力滤波器的应用较为广泛。并联有源电力滤波器主电路设计是核心环节之一。在三相三线并联型有源电力滤波器数学模型的基础上，通过对采用空间矢量调制的有源电力滤波器的工作过程的研究和分析，揭示了主电路各参数之间的相互关系。根据瞬态电流跟踪指标的要求推导出并联APF输出电感的估算公式。提出了在电流环中引入以内模原理为核心的重复控制技术。在对控制对象进行频率特性分析的基础上，给出了重复控制器各个环节的设计过程，并通过此时电流环的闭

2、环特征方程分析了重复控制增益对系统稳定性的影响。最后对重复控制器模型与PI调节器并联的系统建立了仿真模型，并通过仿真验证了重复控制对系统稳态性能的提高，以及PI调节器在动态过程中所发挥的作用。最后本文还对有源电力滤波器的电磁兼容共模干扰和差模干扰的产生机理和传播路径进行了研究，同时根据其产生机理和传播路径提出采用两类方法，即通过硬件上减小功率开关器件的开关过电压和“切断”其传播路径对有源电力滤波器的电磁干扰进行抑制，并通过试验进行了验证。关键词：谐波抑制，有源电力滤波器，数字PI调节器，重复控制技术I华中科技大学硕士学位论文AbstractBeingthefast,potent,ande

3、conomicalcontrolmeanstoindustrialdevices,powerelectronics,however,havealsodeterioratedpowerqualitybyinjectingthenon-negligibleharmonicsandreactivecurrenttothenetwork.Amongthosetechnologiesinharmonicsuppressionandreactivecompensation,theactivepowerfilter(APF)isthemorefamousone.MaincircuitdesignofA

4、PFisakeypartofthesystematicdesign.Basedonthemodelofthree-phasethree-wireshuntactivepowerfilter,theoperationofitadoptingspacevectorcontrolisstudiedandanalyzedtorevealtherelationofmainparametersofAPF.Accordingtorequirementofinstantcurrenttracking,theestimatingformulaofoutputinductanceisproposedandt

5、hecriticalvalueofdcbusvoltageisderived.ThemethodappliedtodesignparametersofLCLoutputfilterisintroducedindetail.Internalmoldmethodofrepetitivecontrolisproposedinelectriccurrentloop.Basedontheanalysisoffrequencycharacteristicofcontrolobject,designprocessofrepetitivecontrolunitisproposed.Theinfluenc

6、eofrepetitivecontrolgaintosystemstabilizationisanalysesbyclosedloopproperequationofelectriccurrentloop.AsimulationmodelofrepetitivecontrolunitandPIcontrolisestablished.Itisproofedthatrepetitivecontrolhaswellinfluenceonsteady-statebehaviorofsystem,andPIcontrolcanimprovethedynamicperformance.Thegen

7、erationmechanicsandpropagationpathofcommonmodeinterfereanddifferentialmodeinterferenceisdiscussedinthispaper.Twomethodsareproposedtoreducetheover-voltageofIGBTandcutoffpropagationpathofelectromagneticinterferencewhichi