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基于MATLAB的有源滤波器的设计与仿真

2021-04-13

近年来,电力电子技术发展的越来越快,其发展的重大障碍是电力电子装置的谐波污染问题。目前在主要采用被动型谐波抑制方案来抑制谐波,本文对并联型有源电力滤波器进行研究,应用MATLAB软件建立了仿真模型。1有源电力滤波器(APF)有源电力滤波器一般可分为:并联型APF、串联型APF和串并联混合型APF,其一般由检测回路,控制回路和主电路构成,理论上讲,有源滤波器可以对任意谐波电流进行补偿,并联有源滤波器其与系统相并联,可等效为一受控电流源,通过适当控制APF可产生与负载谐波大小相等、方向相反的谐波电流,从而将电源侧电流补偿为正弦波[1]。2并联有源滤波器2.1谐波电流检测原理及仿真模型设立谐波电流检测利用ip、iq运算方式,该方法用一锁相环和一正、余弦发生电路得到与电源电压同相位的正弦信号sinwt和对应的余弦信号-coswt,这两个信号与ia、ib、ic一起计算出有功分量电流ip和iq无功分量电流,经低通滤波器LPF滤波得出ip、iq的直流分量ip、iq对应于三相电流中的基波正序分量,再经过2/3变换,得到三相电流基波正序分量[2]。负载电流发生模块source,三项/两项变换模块C32,运算模块C,两项/三项变换模块C23以及低通滤波器构成了其主要的仿真模型[3],其中各模块所需元件可在simulink模块库中找到,比如交流电源,电压、电流测量模块,RLC串联电路,电感元件,三相桥式整流器。图1ip、iq运算方式检测谐波电流的整体仿真模型2.2三项并联型有源电力滤波器仿真图2三项并联型有源电力滤波器仿真2.3仿真结果谐波检测电路采用基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测法的工作原理,使用MATLAB中SIMULIINK仿真模块。仿真条件:电源电压有效值为380V、频率为50Hz。ip、iq运算方式检测谐波电流波形如图3。图3ip、iq方式检测谐波电流经过滤波后图4经过APF后电网电流通过图3、4可以看出原先由于非线性负载引起的谐波在经过APF后,畸变消失,达到了滤波的效果。所设计的并联型APF能够及时、准确地检测谐波,并能有效抑制谐波。3结论通过并联型有源滤波器(APF)后,使其原先所引起的谐波消失,使其波形较平滑,得到了理想中的波形,有较好的滤波效果,对治理谐波污染起到了较好的效果。控制工程学院在职研究生,陕西能源职业技术学院机电工程系,助教,主要从事电学方面的教学与研究。基于MATLAB的有源滤波器的设计与仿真@秦黎$陕西能源职业技术学院机电工程系!陕西咸阳712000对并联型有源电力滤波器的控制方法进行研究,应用MATLAB软件建立了仿真模型,利用SimPower工具箱谐波电流检测方法进行建模和仿真。在simulink环境下,对提出的定时比较控制方法和并联型APF抑制谐波效果进行了仿真实验。MATLAB;;有源电力滤波器;;仿真[1]姚为正,王群,刘进军,等.串联型与并联型有源电力滤波器补偿特性的对比研究[J].电源技术应用,1999(4). [2]黎群辉.基于DSP的单相并联型有源电力滤波器研究[D].2007. [3]潘,侯世英.基于MATLAB的谐波电流检测方法的建模与仿真[J].

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