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详解三相并联型有源滤波器(APF)控制仿真!_电流_谐波

乖囧猫 2024-12-10 20:19:00 0

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电压型、电流型

并联型、串联型和稠浊型

本次紧张对并联电压型三相三线有源滤波器进行先容,该种滤波器电路构造如下:

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APF整体构造

补偿事理

有源滤波器是一种用于动态抑制谐波,兼具一定的无功补偿功能的电力电子装置。
APF可以对大小和频率变革的谐波进行补偿。
APF紧张由两大部分构成:指令电流检测部分和补偿电流天生部分;紧张事情事理是检测补偿点处电压和电流,通过谐波检测手段,将负载电流分为谐波电流和基波电流,然后将谐波电流反极性作为补偿电流天生部分的掌握指令电流,以抵消电路中的谐波身分。
通过掌握,APF还可以肃清指定次数的谐波。

常用的谐波检测方法

APF常用的谐波检测方法有ip-iq法、p-q法、FFT法以及一些智能检测算法等,本文紧张对最常用的基于瞬时无功功率理论的ip-iq法和pq法进行解释。
两种方法均是通过坐标变换,将电流分成有功分量和无功分量或直接将功率分离,并进行低通滤波得到基波情形下的直流分量。

ip-iq法简述

通过将三相电流变换后得到有功分量和无功分量i_p和i_q,通过滤波即可得到i_p和i_q的直流分量,通过反变换后将得到三相基波电流i_af、i_bf、i_cf,利用原电流波形减去这些基波电流分量便可以得到我们须要的谐波分量i_ah、i_bh、i_ch。

ip-iq法事理图

ip-iq法模型实现

p-q法简述

通过将三相电压与三相电流变换后得到的有功和无功p和q,通过低通滤波器滤波后得到功率基波直流分量p_f和q_f,通过反变换后即可得到三相基波电流i_af、i_bf、i_cf,利用三相电路中总电流波形减去这些基波电流即可得到我们须要的谐波分量i_ah、i_bh、i_ch。

p-q法事理图

p-q法模型实现

综上,p-q法由于其在建模上没有考虑零序分量,在三相不平衡系统上的丈量上存在较大偏差,以是仅仅只能运用于三相平衡系统的谐波坚持测中。
ip-iq法战胜了p-q法所带来的不敷,不仅可以运用于三相平衡系统的谐波检测,并且还可运用于三相不平衡的系统中。

补偿电流掌握方法

常用的PWM掌握方法紧张分为滞环比较法和PI三角波比较法。
滞环比较法利用滞环比较器形成一个以0为中央、H和-H为高下限的滞环或去世区,把补偿电流和指令电流差值掌握到规定的滞环宽度范围之内,掌握逆变器的开关动作。
PI三角波比较法通过指令值与实际值做差,并与三角波进行比较,产生PWM掌握旗子暗记

滞环掌握构造大略,系统相应速率快,鲁棒性号,但开关频率不固定;PI掌握稍显繁芜,跟踪性能好,开关频率为固定值,但对非线性旗子暗记跟踪效果不理想。

滞环掌握框图

PI掌握框图

仿真模型

在matlab/simulink中搭建仿真模型,互换电网电压为380V 50HZ,通过不控整流电路仿照非线性负载,谐波检测部分用ip-iq法,谐波产生电路直流侧电压给定值为700V,通过滞环掌握产生补偿电流掌握驱动脉冲。
模型如下图所示

整体模型

ip-iq法谐波检测

谐波天生及掌握部分

滞环掌握脉冲天生部分

仿真结果

模型中,0.1秒后开始接入APF,仿真结果波形如下

电网侧电压、电流

负载电压、电流

三相电流谐波

谐波电流及APF输出电流

APF直流侧电压

总电流及基波电流、谐波电流

分别对电网侧电流进行补偿前后两个周期的傅里叶剖析,可以看出,补偿前电流旗子暗记总谐波含量20.1%,补偿后电流旗子暗记总谐波含量2.18%,APF补偿效果良好,结果如下

补偿前FFT结果

补偿后FFT结果

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