基于耦合變壓器的直流側有源濾波器數(shù)字實現(xiàn)研究.pdf

1、諧波對供電質(zhì)量及電網(wǎng)的可靠運行構成了極大的威脅。有源電力濾波器（ActivePowerFilter,APF），可以對大小和頻率都變化的諧波進行補償，能夠解決無源濾波器濾波效果單一和系統(tǒng)阻抗特性變化等問題，已經(jīng)成為最有效的諧波治理手段之一。
　　在眾多的諧波源當中，由整流類負載引起的最為普遍，對此有學者提出了直流側APF的治理措施，其中直流側串聯(lián)型APF對于電容濾波的負載具有很好的諧波抑制作用。但是，傳統(tǒng)的直流側串聯(lián)型APF沒有與整

2、流橋主電路隔離，存在著當輸入電壓等級升高時，APF儲能電容及開關器件電壓應力大等問題，本文針對此問題進行研究，做了以下工作。
　　在介紹諧波的產(chǎn)生、危害、抑制方法以及有源電力濾波器的拓撲分類的基礎上，分析了并聯(lián)型APF和串聯(lián)型APF的工作原理，論述了它們對不同性質(zhì)諧波源的補償特性。指出：傳統(tǒng)的直流側串聯(lián)型APF沒有與整流橋主電路隔離，APF儲能電容電壓高，這不僅使儲能電容的額定值增大，提高電路成本，而且使APF的開關器件電壓應力增

3、加，降低電路的可靠性。
　　針對上述問題，本文提出基于耦合變壓器的直流側串聯(lián)型有源電力濾波器。該拓撲通過耦合變壓器使直流側APF與整流橋主電路隔離，并且通過調(diào)節(jié)變壓器的變比能有效減小APF的儲能電容電壓和開關應力。通過對拓撲結構的工作原理和能量流向的分析，證明了基于耦合變壓器的直流側串聯(lián)型APF的正確性。同時，仿真研究也證明了該拓撲的有效性。
　　然后，將帶變壓器的單相直流側串聯(lián)型APF推廣到三相系統(tǒng)，提出基于耦合變壓器的三

4、相直流側串聯(lián)型APF，分析了其工作原理并進行仿真研究。
　　最后，針對傳統(tǒng)模擬控制電路復雜、調(diào)試困難、算法與參數(shù)調(diào)整不方便等問題，研究了直流側串聯(lián)型APF的數(shù)字實現(xiàn)方法。以TMS320F2812DSP為控制芯片，研制了一臺容量約為100VA的帶耦合變壓器的單相直流側串聯(lián)型APF樣機，對硬件系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)進行了設計。對實驗樣機進行了調(diào)試，實驗結果驗證了基于耦合變壓器的直流側串聯(lián)型APF采用全數(shù)字控制，不僅能實現(xiàn)對整流類負載的諧波補償