摘 要

隨著電力電子技術的不斷進步，各種非線性、沖擊性的電力電子已成為電網中主要的諧波污染源。它不僅降低了電網向用戶供電的電能質量，而且對電網和用電設備也造成了危害，因此，諧波抑制的一個重要發(fā)展趨勢就是采用有源電力濾波器。通過有源電力濾波器對電力系統中的諧波進行跟蹤補償和抑制，以彌補LC無源電力濾波器在濾波中的不足。有源電力濾波器（APF）是一種用于動態(tài)抑制諧波和改善功率因數的新型電力電子裝置，通過向電網送入與原有諧波幅值相等、相位相反的電流，達到改善和提高電能質量的目的。

本設計首先介紹了有源電力濾波器的發(fā)展歷史、研究現狀和發(fā)展趨勢，然后介紹了諧波和無功功率的概念及危害，重點介紹了多種諧波抑制技術方法和PWM控制策略。以三相并聯有源電力濾波器為研究對象，對其工作原理，拓撲結構，主電路的形式等內容作了深入的研究，并以TMS320F2812 DSP芯片作為核心處理器，介紹了APF核心控制芯片的特點和原理。對負載電流信號調理電路、同步電壓過零信號發(fā)生電路及鎖相電路、光耦合隔離電路、驅動電路進行了設計。



關鍵詞：諧波抑制；PWM控制策略；TMS320F2812 ；APF；



























Abstract



With the power of electronic technology advances in a variety of non-linear, the impact of power electronics has become the main power grid harmonic sources. It not only reduces the power grid to the power quality of electricity supply and electrical equipment on the power grid and causing harm. Therefore, the harmonic suppression of a major development trend is the use of active power filter on the power system to track compensation and harmonic suppression, to make up for the traditional LC filter circuit in less than no chance. Active power filter (APF) is a harmonic suppression for dynamic and improve the power factor of a new type of power electronic devices.It sent to the grid equal to the original harmonic amplitude, phase reverse current to improve and enhance the purpose of power quality.

The design first introduced yuan power filter development, research and development trends, and then introduced the harmonic and reactive power and against the concept, focusing on a variety of methods of harmonic suppression and PWM control strategy. To three-phase shunt active power filter for the study of its working principle, topology, the main form of circuit-depth study of the contents, and TMS320F2812 DSP chip as the core processor, introduced the core control chip APF characteristics and principles. Design the load current signal conditioning circuit, synchronous voltage zero-crossing signal circuits and phase-locked circuit, optical coupling isolation circuit, driver circuit .



Key words: Harmonic Suppression; APF; PWM Control Strategy; TMS320F2812













目 錄



摘 要 i

Abstract ii

第一章 緒論 1

1.1 有源電力濾波器的意義 1

1.2 諧波和無功功率的定義 1

1.3 諧波及無功功率的危害 5

1.4 諧波抑制技術的發(fā)展現狀 6

1.5 本設計主要研究內容 8

第二章 有源電力濾波器的基礎理論 9

2.1 有源電力濾波器的分類及拓撲結構 9

2.2 并聯型有源電力濾波器的基本原理 15

第三章 諧波電流檢測技術及控制方法 17

3.1 諧波電流檢測技術 17

3.2 基于瞬時無功功率的檢測法 19

3.3 有源電力濾波器的PWM控制方法 22

第四章 有源電力濾波器主電路設計 26

4.1 有源電力濾波器的主電路 26

4.2 主電路的總體設計 27

4.3 LC無源濾波器的結構和設計 29

4.4 主電路參數選擇 32

第五章 并聯型有源電力濾波器的硬件設計 35

5.1 有源電力濾波器結構 35

5.2 有源電力濾波器硬件電路 35

5.3 DSP核心控制芯片——TMS320F2812 37

5.4 負載電流信號調理電路 40

5.5 同步電壓過零信號發(fā)生電路及鎖相電路 41

5.6 電流跟蹤控制電路 44

5.7 光電耦合隔離電路 45

5.8 驅動電路 45

5.9 其它電路 47

結論與進一步的工作 49

參考文獻 50

外文文獻 52

致 謝 68