一種基于延時補償?shù)臄?shù)字單周期方法控制有源電力濾波器的制造方法
【專利摘要】一種基于延時補償?shù)臄?shù)字單周期方法控制有源電力濾波器，屬于數(shù)字控制領(lǐng)域，包括：(1)檢測負(fù)載電流，使用諧波計算方法計算出諧波電流ilha、ilhb、ilhc；(2)檢測三相電源電壓ea、eb、ec和直流側(cè)電容電壓Udc，將三相電源電壓和直流側(cè)電壓輸入到DSP(數(shù)字信號處理器)中進(jìn)行采樣；(3)將上述采樣值輸入到單周期控制模塊中計算出開關(guān)管的占空比。(4)將計算出的占空比與DSP中定時器的周期寄存器值相乘，將結(jié)果作為比較寄存器的值，控制DSP產(chǎn)生PWM信號，控制變流器中開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，PWM信號為高電平時，開關(guān)器件導(dǎo)通，PWM信號為低電平時，開關(guān)器件關(guān)斷，從而產(chǎn)生補償電流。本發(fā)明能夠有效減小有源電力濾波器的延時效應(yīng)。
【專利說明】一種基于延時補償?shù)臄?shù)字單周期方法控制有源電力濾波器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字控制領(lǐng)域。主要用于對三相三線制有源電力濾波器進(jìn)行控制。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，非線性電力電子器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域， 使得電能的控制更加方便，提高了人們的生活質(zhì)量，但同時也產(chǎn)生了大量的諧波，帶來了許 多危害。有源電力濾波器由于在諧波抑制方面具有獨特的優(yōu)勢，已經(jīng)成為了研究熱點。
[0003] 有源電力濾波器的工作原理是：通過檢測電路檢測到負(fù)載電流，使用諧波檢測算 法得到負(fù)載電流中的諧波成份，最后使用電流跟蹤控制方法控制變流器產(chǎn)生補償電流，補 償電流注入到電網(wǎng)中將諧波電流抵消。對指令電流的跟蹤控制是有源電力濾波器的核心 技術(shù)之一，能否準(zhǔn)確快速地對指令電流進(jìn)行跟蹤控制決定著有源電力濾波器補償效果的好 壞。目前，有源電力濾波器一般都是先檢測出需要補償?shù)闹C波電流，再使用數(shù)字化控制，這 種控制方式不易受環(huán)境影響，而且使用簡單方便。但是數(shù)字化控制也帶來了延時問題，使得 有源電力濾波器的補償精度下降，所以也有必要對延時進(jìn)行補償。
[0004] 單周期控制是由Keyue M. Smedley和Slobodan Cuk提出的一種非線性PWM(脈沖 寬度調(diào)制）技術(shù)，具有控制和調(diào)制雙重性。其基本原理是通過控制開關(guān)的占空比使得開關(guān) 量在一個周期內(nèi)的平均值等于或正比于參考值。單周期控制不像傳統(tǒng)控制那樣，當(dāng)誤差出 現(xiàn)后再用幾個周期去消除誤差，而是能夠在一個周期內(nèi)消除穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)誤差，具有較快的 動態(tài)響應(yīng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的將延時補償算法融入數(shù)字單周期控制算法中，使得有源電力濾波器 既具有快速的動態(tài)響應(yīng)又能減小延時帶來的誤差，使系統(tǒng)具有較高的補償精度。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于延時補償?shù)臄?shù)字單周期方法控制有源電力濾波 器。實施步驟如下：
[0007] (1)檢測負(fù)載電流，使用諧波計算方法計算出諧波電流ilha、ilhb、i lh。。
[0008] (2)檢測三相電源電壓ea、eb、e。和直流側(cè)電容電壓U d。，將三相電源電壓和直流側(cè) 電壓輸入到DSP(數(shù)字信號處理器）中進(jìn)行采樣。
[0009] (3)將上述采樣值輸入到單周期控制模塊中，即：
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于延時補償?shù)臄?shù)字單周期方法控制有源電力濾波器，包括下述步驟： (1)檢測負(fù)載電流，使用諧波計算方法計算出諧波電流ilha、ilhb、ilh。；所述諧波電流計 算是：將電流霍爾輸出的小電流信號經(jīng)過第一電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘杋ain，將電壓信號經(jīng)過 第二電阻和高頻濾波電路濾除其中的高頻信號，再經(jīng)過電壓跟隨器0PA1將信號輸入到電 壓抬升0PA2和比例放大電路0PA3中，將雙極性信號轉(zhuǎn)變?yōu)閱螛O性信號，最后經(jīng)過由第一二 極管和第二二極管構(gòu)成的〇?3. 3V的限幅電路，將限幅后的信號輸入到數(shù)字信號處理器 中；使用數(shù)字信號處理器中的AD采樣模塊對負(fù)載電流采樣，分別使用采樣通道0和采樣通 道1對A相負(fù)載電流和B相負(fù)載電流進(jìn)行采樣；首先將三相負(fù)載電流i la、ilb、h。經(jīng)過三相 到兩相的變換得到兩相坐標(biāo)系下的電流i α、i e，
ia、ie再經(jīng)過同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換得到有功電流ip和無功電流i,，即：
經(jīng)過低通濾波器后得到有功電流和無功電流的直流分量f和（，即：
將直流分量經(jīng)過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)反變換得到兩相坐標(biāo)系下的基波電流，即：
再經(jīng)過兩相到三相的變換得到三相基波電流ilfa、ilfb、ilf。，即 ：
最后使用負(fù)載電流減去基波分量就可以得到諧波分量ilha、ilhb、ilh。，即：
(2) 檢測三相電源電壓ea、eb、e。和直流側(cè)電容電壓Ud。，將三相電源電壓和直流側(cè)電壓 輸入到數(shù)字信號處理器DSP中進(jìn)行采樣； (3) 將上述采樣值輸入到單周期控制模塊中，即：
計算出開關(guān)管的占空比； 式中：R表不濾波電感的電阻，k表不第k個米樣點，k-Ι表不第k-Ι個米樣點，k_2表 不第k_2個米樣點； (4)將計算出的占空比與數(shù)字信號處理器DSP中定時器的周期寄存器值相乘，將結(jié)果 作為比較寄存器的值，控制數(shù)字信號處理器DSP產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制PWM信號，控制變流器中 開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，當(dāng)PWM信號為高電平的時候開關(guān)器件導(dǎo)通，當(dāng)PWM信號為低電平的時候 開關(guān)器件關(guān)斷，從而產(chǎn)生補償電流。
【文檔編號】H02J3/01GK104065070SQ201410291173
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】李嵐, 鄭峰, 白慧杰, 李秉輝 申請人:太原理工大學(xué)