1、課程設(shè)計任務(wù)書學生姓名： 專業(yè)班級： 指導教師： 工作單位： 題 目: 并聯(lián)電力有源濾波器控制方案設(shè)計 初始條件：三相交流輸入要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）設(shè)計并聯(lián)電力有源濾波器控制方案，要求達到：1、完成總體系統(tǒng)設(shè)計。2、完成總電路和電力電子器件電壓和電流定額計算。3、完成控制電路設(shè)計。時間安排：6月11日 6月12日：完成選題，領(lǐng)取設(shè)計任務(wù)書，查閱相關(guān)資料，規(guī)劃總體設(shè)計方案；6月13日 6月17日：完成電力電子裝置的具體設(shè)計方案，包括參數(shù)設(shè)計、器件選取等；6月18日 6月20日：整理資料，完成設(shè)計論文撰寫。指導教師簽名： 年 月 日系主任

2、（或責任教師）簽名： 年 月 日目錄摘要I并聯(lián)電力有源濾波器控制方案設(shè)計11 設(shè)計任務(wù)與分析11.1 設(shè)計任務(wù)11.2 設(shè)計任務(wù)分析12 并聯(lián)電力有源濾波器的基本原理與結(jié)構(gòu)22.1 并聯(lián)電力有源濾波器的基本原理22.2 并聯(lián)電力有源濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成32.3 控制方法設(shè)計與選擇42.3.1 諧波電流檢測法42.3.2 跟蹤型PWM控制方法63 電路設(shè)計73.1 主電路設(shè)計73.1.1 主電路器件83.1.2 主電路參數(shù)計算83.2 控制電路設(shè)計93.2.1 直流側(cè)電壓的控制103.2.2 濾波電路設(shè)計103.2.3 電流檢測電路設(shè)計113.2.4 電壓檢測電路設(shè)計114 系統(tǒng)仿真134.1 仿真

3、模型建立134.1.1 系統(tǒng)仿真模型134.1.2 主電路仿真模型144.1.3 諧波電流檢測電路仿真模型144.2 仿真結(jié)果與分析154.2.1 補償前電網(wǎng)電流仿真波形分析154.2.2 補償后電流仿真波形分析165 收獲與體會18參考文獻19本科生課程設(shè)計成績評定表20摘要本設(shè)計首先從并聯(lián)電力有源濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理入手，分別對三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器控制方案進行論證與選擇。設(shè)計了并聯(lián)型有源電力濾波器的諧波電流檢測及控制電路，諧波檢測環(huán)節(jié)采用ip-iq檢測法檢測負載電流的諧波信號并與APF產(chǎn)生的諧波進行比較，根據(jù)其差值采用滯環(huán)比較控制方法，產(chǎn)生適當?shù)尿?qū)動脈沖信號給觸發(fā)脈沖發(fā)生部分

4、。還對系統(tǒng)電路進行了設(shè)計以及器件參數(shù)的選取，最后利用MATLAB中的系統(tǒng)仿真工具simulink搭建并聯(lián)有源電力濾波器系統(tǒng)的仿真模型并對該模型進行了仿真分析，得到了仿真結(jié)果。關(guān)鍵詞：有源濾波器、滯環(huán)比較控制、ip-iq檢測法、simulinkI并聯(lián)電力有源濾波器控制方案設(shè)計1 設(shè)計任務(wù)與分析1.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計并聯(lián)電力有源濾波器控制方案，要求達到：1、完成總體系統(tǒng)設(shè)計；2、完成總電路和電力電子器件電壓和電流定額計算；3、完成控制電路設(shè)計。1.2 設(shè)計任務(wù)分析電力電子技術(shù)為工業(yè)設(shè)備提供了高速、高效和節(jié)能的控制手段，但同時也給電網(wǎng)注入了不可忽視的無功以及諧波電流。與無源濾波器相比，有源濾波器具有明

5、顯的優(yōu)勢。它能對變化的各次諧波和無功同時進行跟蹤補償，補償特性受電網(wǎng)阻抗和頻率變化的影響較小，控制電路容易實施限流保護以提高系統(tǒng)的安全性，因而受到了極大的關(guān)注，應(yīng)用較為廣泛。其基本原理是針對電網(wǎng)中的非線性負載，檢驗其諧波電流，作為電流指令去控制與電網(wǎng)并聯(lián)的電流發(fā)生器，使其輸出電流跟蹤電流指令以輸出非線性負載所需的諧波電流，而電網(wǎng)只提供基波電流楊萌福，段善旭.電力電子裝置與系統(tǒng).北京:清華大學出版社,2006。本設(shè)計依據(jù)并聯(lián)電力有源濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別設(shè)計主電路和控制電路，并計算相關(guān)參數(shù)，然后對三相三線并聯(lián)型有源電力濾波器進行仿真。192 并聯(lián)電力有源濾波器的基本原理與結(jié)構(gòu)2.1 并聯(lián)電力有源

6、濾波器的基本原理本文所研制的有源電力濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 21所示。圖 21 有源電力濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖中表示交流電網(wǎng)電流，負載為非線性負載，它產(chǎn)生諧波電流并消耗無功。有源電力濾波器的基本工作原理為諧波電流檢測負載電流的諧波成分，將其反極性后作為補償電流的指令信號,這樣由補償電流發(fā)生電路該信號經(jīng)補償電流發(fā)生電路放大產(chǎn)生的補償電流與負載電流中的諧波分量大小相等、方向相反，因而兩者互相抵消，使得電源電流中只含基波，不含諧波，最終得到期望的電源電流波形。上述原理可用如下的一組公式表達: 式中為負載電流的基波分量由此可知有源補償裝置實現(xiàn)的關(guān)鍵是諧波電流的檢測；適當?shù)目刂品椒ǎ恢麟娐返脑O(shè)計。

7、2.2 并聯(lián)電力有源濾波器的系統(tǒng)構(gòu)成圖 22 APF主電路結(jié)構(gòu)有源電力濾波器主電路的基本結(jié)構(gòu)見圖 22。儲能元件充當電源，為可控開關(guān)電路進行逆變提供保證，可控開關(guān)電路實為PWM變流器。在圖 21中檢測電路從系統(tǒng)中檢測并分離出基波無功和諧波電流，使控制電路產(chǎn)生開關(guān)控制信號去控制可控開關(guān)電路的開合，可控開關(guān)電路的作用是根據(jù)控制信號把儲能元件儲存的電能以適當?shù)男问浇?jīng)輸出電路接入系統(tǒng)中，產(chǎn)生需要的補償電流。根據(jù)儲能元件的不同，將有源電力濾波器分為電壓型和電流型兩種，圖 23所示為電壓型有源電力濾波器的主電路圖，其儲能元件為電容，可控開關(guān)電路通常由GTO或IGBT等大功率電力電子元件構(gòu)成。電壓型有源電力

8、濾波器的工作原理是根據(jù)檢測信號產(chǎn)PWM輸出電壓，再經(jīng)交流側(cè)電抗器轉(zhuǎn)換成所需要的補償電流。圖 23電壓型有源濾波器主電路圖圖 24為電流型有源電力濾波器，其儲能元件是電感，與電壓型PWM逆變器相比,電流型PWM逆變器的一個優(yōu)點是，不會由于主電路開關(guān)器件的直通而發(fā)生短路故障。但是，電流型PWM逆變器直流側(cè)大電感上始終有電流流過，該電流將在大電感的內(nèi)阻上產(chǎn)生較大的損耗，因此目前較少采用。而電壓型有源電力濾波器有能量損耗小和易于控制等優(yōu)點，故本設(shè)計使用電壓型有源電力濾波器作為主電路。圖 24電流型有源濾波器主電路圖2.3 控制方法設(shè)計與選擇有源電力濾波器的控制系統(tǒng)及選用的控制方算法是其濾波效果好壞的關(guān)

9、鍵。APF控制系統(tǒng)一般由觸發(fā)脈沖產(chǎn)生和控制算法兩個部分組成。由于微處理器的能力很強，能夠完成APF所需要的諧波檢測，并產(chǎn)生所需補償?shù)膮⒖贾C波信號，而如果采用模擬電路則非常繁瑣，算法與參數(shù)的調(diào)整也很不方便，因此APF這一部分一般采用微處理器來實現(xiàn)?？刂扑惴ㄌ幚聿糠謱χC波檢測環(huán)節(jié)送來的數(shù)字信號進行處理，并與APF產(chǎn)生的諧波比較，根據(jù)其差值采用一定的控制方法，產(chǎn)生適當?shù)尿?qū)動脈沖信號給觸發(fā)脈沖發(fā)生部分。有源電力濾波器要求補償電流發(fā)生電路產(chǎn)生的補償電流實時跟蹤指令電流信號的變化，因此電流控制電路通常采用跟蹤型PWM控制方式。比較常用的PWM的控制方法主要有三角波比較方式、滯環(huán)比較方式和空間矢量控制。2.

10、3.1 諧波電流檢測法諧波檢測主要由指令電流運算電路完成。在有源電力濾波器中，諧波檢測是最關(guān)鍵的一部分，實時精確地檢測出諧波電流分量是進行諧波補償?shù)闹匾疤?。以三相電路瞬時無功功率理論劉鳳君.市電電能質(zhì)量補償技術(shù).北京:科學出版社,2005為基礎(chǔ)，計算 p、q 或 ip、iq為出發(fā)點分別可以得出三相電路諧波電流檢測的兩種方法，分別稱之為 p-q 檢測法和 ip-iq檢測法。與 p-q 檢測法相比，ip-iq檢測法只需要三相電路的瞬時電流和 A 相電網(wǎng)電壓的頻率或周期信息，不需要準確地知道電網(wǎng)電壓的幅值信息，因此外部信號檢測電路很簡單。另外，ip-iq檢測法采用內(nèi)部的參考正余弦信號，沒有直接使用

11、系統(tǒng)電壓信息參與運算，不受電網(wǎng)電壓畸變或不對稱的影響，因此檢測的結(jié)果更準確。所以本設(shè)計采用 ip-iq檢測法來檢測電網(wǎng)中的諧波電流，下面主要對該方法進行詳細介紹。根據(jù)瞬時無功功率理論可推導出瞬時有功電流 ip和瞬時無功電流 iq的表達式為 由此可得出ip-iq檢測法原理如圖 25所示。圖 25 ip-iq檢測法原理圖該方法中，需用到與 A 相電網(wǎng)電壓 ea同相位的正弦信號和對應(yīng)的余弦，它們由一個鎖相環(huán)(PLL)和一個正、余弦信號發(fā)生電路得到。根據(jù)定義可以計算出ip-iq，經(jīng)低通濾波器(LPF)濾波得出ip、iq的基波分量、。這里、是由 iaf、ibf、icf產(chǎn)生的，因此由、即可計算出 iaf、

12、ibf、icf為 將相減即可得到諧波分量。2.3.2 跟蹤型PWM控制方法（1）三角波線性控制三角載波線性控制是最簡單的一種控制方法。通過將檢測環(huán)節(jié)得到的電流實際值與參考值之間的偏差與高頻三角載波相比較，所得到的矩形脈沖作為逆變器各開關(guān)元件的控制信號，從而在逆變器輸出端獲得所需的波形。該方法的優(yōu)點是動態(tài)響應(yīng)好，開關(guān)頻率固定，實現(xiàn)電路簡單；缺點是輸出波形中含有與三角載波相同頻率的高頻畸變分量，開關(guān)損耗較大，在大功率應(yīng)用中受到限制曹金梅.基于i_p_i_q諧波檢測法的并聯(lián)型有源電力濾波器的研究_曹金梅。（2）滯環(huán)比較控制 滯環(huán)比較控制是將補償電流參考值與逆變器實際電流輸出值之差輸入到具有滯環(huán)特性的

13、比較器，通過比較器的輸出來控制開關(guān)的開合，從而達到逆變器輸出值實時跟蹤補償電流參考值的目的。與三角載波線性控制相比，滯環(huán)比較控制具有開關(guān)損耗小、動態(tài)響應(yīng)快等特點。缺點是系統(tǒng)的開關(guān)頻率、響應(yīng)速度及電流的跟蹤精度會受滯環(huán)帶寬影響，帶寬固定時，開關(guān)頻率會隨補償電流變化而變化，容易引起較大的脈動電流和開關(guān)噪聲Peng F.Z.etal.A Study of Active Power Filter Using Quadseries Voltage-source PWM Converters for Harmonic Compensation J.IEEE Transon Ind. Appl.1996，3

14、2(6)：1312-1322.。（3）空間矢量控制空間矢量調(diào)制是由在交流電機調(diào)速中提出的磁通軌跡控制思想演變而來，適合用數(shù)字化方案實現(xiàn)。它將三相器件作為一個整體考慮，通過控制與參考矢量最接近的三個開關(guān)矢量組合的作用時間，使一個控制周期內(nèi)開關(guān)矢量輸出的平均效果與參考矢量相等。其基本思想是在矢量空間中用有限的靜止矢量去合成和跟蹤調(diào)制波的空間旋轉(zhuǎn)矢量，使合成的空間矢量含有調(diào)制波的信息相對于滯環(huán)PWM技術(shù)、三角波PWM技術(shù)，空間矢量控制技術(shù)提高了直流電壓的利用率；采用不連續(xù)開關(guān)方式調(diào)制時，降低開關(guān)器件的開關(guān)損耗；調(diào)制方法便于數(shù)字實現(xiàn)，但受一般微控制器運算能力所限。以上控制方法中，基于模擬控制技術(shù)的三角

15、載波線性控制法和滯環(huán)比較控制法是目前有源電力濾波器普遍采用的方法。本文采用了滯環(huán)比較方式，這種控制方式的硬件電路十分簡單，屬于實時控制方式，電流響應(yīng)很快，而且輸出電壓中不含特定頻率的諧波分量，能夠達到設(shè)計的預期效果。3 電路設(shè)計并聯(lián)型有源電力濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 31所示，圖中負載為諧波源，采用三相橋式不可控整流器，其直流側(cè)為阻感性負載。圖 31并聯(lián)型有源電力濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.1 主電路設(shè)計根據(jù)2.2 節(jié)所述,本設(shè)計采用三相電壓型PWM變流電路，其結(jié)構(gòu)見圖 22。主電路的工作原理：補償電流iC是由主電路中直流側(cè)電容電壓與交流側(cè)電源電壓的差值作用于電感上產(chǎn)生的。主電路的工作情況是由主電路中

16、6組開關(guān)器件的通斷組合所決定的。通常，同一相的上下兩組開關(guān)總有一組中的一個器件是導通的。為簡化設(shè)計，變流主電路部分由智能功率模塊 IPM(Intelligent Power Module)直接集成實現(xiàn)。在主電路的設(shè)計中，包括對 IPM 功率器件的選取、直流側(cè)電容容量的確定、交流側(cè)電感值的確定等幾個部分。3.1.1 主電路器件在設(shè)計之前，首先根據(jù)電網(wǎng)和負載的情況，確定并聯(lián)型有源電力濾波器的額定工作條件如下：(1) 電源電壓：220V；(2) 負載功率：4kVA(根據(jù)負載的參數(shù)確定)；(3) 負載電流：6AIPM 是采用微電子技術(shù)和先進的制造工藝，把智能功率集成電路與微電子器件及外圍功率器件組裝成

17、一體，它不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動電路集成在一起，而且還內(nèi)藏有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路，它由高速低功耗的管芯、優(yōu)化的門極驅(qū)動電路以及快速保護電路構(gòu)成，即使發(fā)生負載事故或使用不當，也可以使 IPM 自身不受損壞。圖 32 IPM內(nèi)部框圖IPM的內(nèi)部框圖如圖 32所示，模塊內(nèi)部主要包括欠壓保護電路、IGBT 驅(qū)動電路、過電流保護電路、短路保護電路、溫度傳感器、過熱保護電路、門電路和 IGBT 單元等。3.1.2 主電路參數(shù)計算(1) 有源電力濾波器容量計算有源電力濾波器容量為： 式中E為相電壓有效值；為補償電流有效值有源電力濾波器只補償諧波時 由式2-4與式2-5可得主電路電流約為1.5，

18、濾波器的容量為990，可取1并聯(lián)型有源電力濾波器的額定工作條件如下：電源相電壓220V；負載功率4kVA；并聯(lián)型有源電力濾波器的額定容量1kVA (2) 主電路交流側(cè)電感的計算交流側(cè)電感的選擇必須滿足并聯(lián)型有源電力濾波器對期望諧波電流的跟蹤能力，所以電感選擇不宜過大，但是當電感選擇較小時，會使并聯(lián)型有源電力濾波器的實際補償電流相對于期望補償電流具有很大的超調(diào)，毛刺較大。因此，電感的選擇應(yīng)該綜合考慮補償電流跟蹤能力以及電流超調(diào)兩方面的要求陳堅.電力電子學M.北京:高等教育出版社.2004.。首先，為了滿足電流跟蹤能力，并聯(lián)型有源電力濾波器的實際補償電流變化率應(yīng)大于期望補償電流的最大變化率。即 K

19、可以通過仿真方法獲得對于來說，在一個電網(wǎng)周期中，當 時達最大值。所以電感應(yīng)滿足 其次電感的選擇必須保證補償電流超調(diào)不宜過大。設(shè)允許的最大電流誤差范圍為I ，則有 綜合式2-7與式2-8可得電感的取值范圍為 3.2 控制電路設(shè)計控制系統(tǒng)是并聯(lián)型有源電力濾波器的核心?？刂葡到y(tǒng)檢測主電路的電流和電壓信號，經(jīng)相應(yīng)的運算，產(chǎn)生占空比變化的脈動信號，驅(qū)動變流器中的開關(guān)器件動作，實現(xiàn)對主電路的控制。3.2.1 直流側(cè)電壓的控制由于APF在工作時的能量損耗會引起其直流側(cè)電容電壓降低，為保證PWM逆變器正常工作，Udc應(yīng)該維持恒定。因此要穩(wěn)定直流電壓必須從系統(tǒng)中吸收有功電流來維持直流電壓的穩(wěn)定。實際研究表明，直

20、流側(cè)電容電壓的控制只需通過對主電路進行適當?shù)目刂萍纯蓪崿F(xiàn)，當然如果要求對短時有功(沖擊)進行補償，必須采取傳統(tǒng)的方法。通常將直流側(cè)電容電壓與給定參考電壓的差經(jīng)過比例積分（PI）變換后的輸出ip疊加到APF參考電流的瞬時有功電流直流分量中，則在得到的指令電流信號中包含一定的基波有功電流,使得有源電力濾波器的補償電流中包含一定的基波有功電流分量,從而使有源電力濾波器的直流側(cè)與交流側(cè)交換能量,將直流側(cè)電壓Udc維持在給定值Udcf中，從而使有源電力濾波器的直流側(cè)與交流側(cè)交換能量,完成對電容電壓的控制。直流側(cè)電壓控制原理圖如圖 33所示。圖 33直流側(cè)電壓控制原理圖3.2.2 濾波電路設(shè)計并聯(lián)型有源電

21、力濾波器是為解決電網(wǎng)中由非線性負荷所產(chǎn)生諧波電流引起的電能質(zhì)量問題而設(shè)計的一種電力電子設(shè)備，其通過檢測負荷側(cè)電流，提取畸變電流分量，再利用 PWM 逆變器產(chǎn)生脈寬調(diào)制波，經(jīng)輸出低通濾波器(LPF)濾除開關(guān)紋波后并入電網(wǎng)中，從而產(chǎn)生與負荷諧波電流大小相等且相位相反的補償電流注入電網(wǎng)，從而抵消負荷諧波電流，使電源側(cè)電流接近正弦波，以達到改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的目的。輸出電流只含有50 次及以下的諧波電流，對于開 50 次以上的諧波分量應(yīng)有效的濾除。本文采用了LCR濾波，同時也作為緩沖吸收電路，具體電路如圖 34。圖 34 濾波電路3.2.3 電流檢測電路設(shè)計在控制系統(tǒng)中，為了實時計算諧波，必須對非線性負

22、載電流和實際補償電流進行檢測，本文采用CSK7-5A直測式霍爾電流檢測器件。它對直流和交流電流都能進行檢測，檢測的延遲小于1us，因此是比較理想的電流檢測元件。電流檢測電路如圖 35所示。圖 35 電流檢測電路3.2.4 電壓檢測電路設(shè)計圖 36 電壓檢測電路為了確定采樣的起始時刻，需要確定電壓的相位信號，另外，在電流諧波指令計算時，也需要知道正弦波電壓的相位。將a相電壓經(jīng)隔離降壓后引入到控制電路中，經(jīng)濾波整形后，產(chǎn)生與a相電壓同頻同相的方波信號，由CD4046與BCD加法計數(shù)器CD4518構(gòu)成的倍頻電路對此方波電壓信號進行鎖相，保證采樣信號同步，形成100倍頻的脈沖信號。檢測電路如圖 36所

23、示。圖 36 電壓檢測電路4 系統(tǒng)仿真MATLAB及其simulink可視化仿真平臺在控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍。MATLAB工具箱包含很多模塊，如電力系統(tǒng)模塊，數(shù)學運算模塊等等，利用這些模塊，在simulink中下可以迅速建立起各種模型，直接仿真，使用十分靈活方便。本設(shè)計利用MATLAB的simulink對并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)搭建數(shù)學模型、進行仿真，并對仿真結(jié)果進行分析。4.1 仿真模型建立4.1.1 系統(tǒng)仿真模型并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)的整體仿真模型如圖 41所示，非線形負載模塊采用帶阻容負載的二極管不控整流橋作為諧波源。三相電流和a相電壓通過三個電流檢測元件（CurrentMeasure

24、ment）和一個電壓檢測元件（VoltageMeasurement）檢測后送給諧波檢測模塊（cauculate），檢測模塊通過運算得出指令電流，指令電流再和主電路模塊（main）輸出的實際補償電流通過sum模塊進行比較后送給PWM發(fā)生器產(chǎn)生PWM信號來控制主電路開關(guān)器件的通斷，進而控制實際補償電流跟蹤指令電流的變化來補償系統(tǒng)的諧波。圖 41并聯(lián)有源濾波器系統(tǒng)仿真圖 4.1.2 主電路仿真模型圖 42 主電路仿真模型有源電力濾波器的補償電流ic是通過主電路直流側(cè)電容電壓和交流側(cè)電源電壓的差值作用于電感上產(chǎn)生的。變流器直流側(cè)接有大電容，在正常工作中，電容電壓基本保持不變，并聯(lián)型有源電力濾波器主電路

25、的仿真如圖 42所示，圖中直流側(cè)的大電容用恒定的直流電壓源來代替。最后將模塊進行封裝為main。4.1.3 諧波電流檢測電路仿真模型采用 ip-iq檢測法來檢測電網(wǎng)中的諧波電流，根據(jù)圖 33，在MATLAB中搭建諧波檢測電路如所示，并將模塊進行封裝為cauculate。圖 43 諧波電流檢測電路仿真模塊三相負載電流經(jīng)過3/2變換成有功電流（基波和諧波有功分量）和無功電流（基波和諧波無功分量），然后通過低通濾波器進行濾除 ip、iq中的高次分量ipf和 iqf，得到基波電流的有功分量和無功分量，最后經(jīng)過2/3變換和C模塊由有功分量和無功分量、進行ip-iq算法反變換得到三相電流基波分量。最后，各

26、相電源電流和電流基波分量相減，得到各相諧波電流，即補償電流的指令信號。諧波電流檢測電路仿真見圖 43，3/2、2/3變換可以直接由dq0_to_abc Transformation充當，C變換可由Simulink 中的Math、 Operation 等模塊組成，裝成模塊接到檢測電路，內(nèi)部仿真模型如所示，它的反變換實現(xiàn)方式類似。圖 44 C變換模塊內(nèi)部模型4.2 仿真結(jié)果與分析當負載端為三相橋式二極管整流電路帶阻感性負載時，負載電阻 R=100 、電感 L=10mH，此時非線性負載是三相對稱的。由于三相對稱，所以 A、B、C 三相的波形相同，只是相位不同。為了方便起見，這里只給出 A 相的仿真結(jié)

27、果4.2.1 補償前電網(wǎng)電流仿真波形分析補償前 A 相電網(wǎng)電流的波形如圖 45所示及頻譜分析如圖 46所示。圖 45 補償前 A 相電網(wǎng)電流的波形圖 46 補償前 A 相電網(wǎng)電流頻譜分析由圖 45和圖 46知，補償前電網(wǎng)電流波形已經(jīng)發(fā)生了畸變，通過頻譜分析得出 A 相電網(wǎng)電流的總諧波畸變率30.9%，高次諧波含量較大。4.2.2 補償后電流仿真波形分析補償后，A相電網(wǎng)電流波形如圖4-7所示，其頻譜圖如圖4-8所示，設(shè)PWM的開關(guān)頻率為10kHz圖 47 補償后A相電流波形通過頻譜分析得出 A 相電網(wǎng)電流的總諧波畸變率8.95%,較補償前有明顯的改善。圖 48補償后 A 相電網(wǎng)電流頻譜分析逆變器輸出的A相補償電流波形如圖4-9所示，其平均值大約1.5A與理論設(shè)計相符合。圖 49 逆變器輸出A相補償電流波形從仿真結(jié)果上看，本文設(shè)計的有源濾波器的諧波檢測環(huán)節(jié)能夠快速、準確地分離出電網(wǎng)諧波電流；從仿真結(jié)果上看，諧波補償環(huán)節(jié)能夠?qū)崟r、有效地進行諧波補償5 收獲與體會本設(shè)計采用的ip-iq檢測法的諧波電流檢測方法具有很好的準確性和實時性，通過simulink的模塊開發(fā)功能，在simulink下建立了有源濾波器的仿真實現(xiàn)模型，編制和調(diào)試了本文設(shè)計的有源濾波器的檢測和控制模塊。有源濾波器對