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基于DSP单周控制有源电力滤波器的研究

时间:06-01 来源:现代电子技术 点击:

的方式实现。由于C语言具有可读性和可移植性,而系统软件结构又比较复杂,所以主程序结构采用C语言,但由于C程序编译后的效率较低,所以在涉及到大量数据计算时采用汇编语言。软件开发系统模型如图4所示。

电压传感器采到电网电压信号经过电压过零检测送往DSP的外部中断,作为APF的同步信号;通过电流传感器采集到电网电流、负载电流、补偿电流,由于单周控制要求较高的实时性,所以电流信号经过高速ADC模块变换后输入到DSP经过分析采集的电流信号,检测出谐波分量并输出控制信号:控制信号经过驱动电路放大、隔离,送往IPM模块;IPM模块产生PWM输出信号,控制IGBT变流器;变流器产生指定的补偿电流,对电网电流进行补偿。

电源电压为AC100 V/50 Hz,直流侧2个4 700 μF电容串联,逆变器输出电感为1.3 mH,谐波源为二相全桥二极管整流桥。图5所示为实验结果。

由图6可见,滤波前电流严重畸形,但补偿后初级电流显然非常接近正弦,含量很高的谐波已消除。说明该有源滤波控制系统有很好的滤波效果。

当系统不稳定时,APF输出的补偿电流可达稳定时的几倍甚至更高,不仅不能较好地补偿谐波,反而对电网产生冲击并容易造成APF主电路过电流损坏开关器件。因此,在研制单周控制APF时,务必使系统参数匹配,满足全局稳定条件。

4 结 语

本文以单相并联有源电力滤波器为研究对象,设计基于DSP芯片的数字化控制方案,该方案用一片芯片实现单周控制,并介绍该方案的软件设计。虽然实验结果不尽理想,但是基于单周控制的有源电力滤波器因元需检测负载电流和电源电压,其无需使用任何乘法器,故可大大简化谐波检测电路和电流跟踪控制电路,使控制电路简单、可靠无延迟,主电路开关频率恒定、易于实现,并且在一个开关周期,有效地抑制了电源侧地扰动。既没有静态误差,也没有动态误差,故单周控制以其明显优点在有源电力滤波器中显示出广阔的应用前景。

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