三电平APF死区效应及其补偿策略研究

为解决三电平有源电力滤波器( APF)存在的死区影响问题,对死区效应产生的机理进行了详细分析,对不同的死区时间及不同开关状态条件下死区对APF输出的影响进行了研究.针对因存在死区使逆变器输出补偿电流波形在幅值和相位上产生偏差的问题,提出了通过电流极性判断的电流反馈型死区补偿方法,有效地解决了死区给有源滤波系统带来的补偿...     

并联型APF死区效应分析及对策

针对并联型APF中逆变器存在的死区问题,从基波域和谐波域两方面开展定量分析,运用死区效应的影响指数,对不同死区时间及开关频率等条件下的死区效应进行仿真估计.通过分析逆变器上下桥臂的换流与输出电流流向的关系,结合并联型APF补偿输出为基波和谐波叠加的特点,提出在输出电流过零点附近设置正负对等的判断区间,仅在区间内的输出电流换向阶段加入死区,其他时间通过判断电流方向以封锁相应桥臂触发脉冲的死区处理方法,使得由于死区导致的误差脉冲仅存在于电流过零点附近,降低了死区效应的影响.仿真和实验表明,该方法适用于同时进行谐波和无功补偿的并联型APF.     

APF逆变器中死区效应研究

有源电力滤波器APF(Active Power Filter)作为一种输出谐波的电力电子装置,其主电路中功率器件死区的存在将对整体的滤波补偿效果产生消极影响。从幅值和相位上分别对死区效应在谐波电流输出中的影响进行了分析,提出了死区补偿方法。通过对输出电流方向的判断,在一种新的改进规则采样法基础上进行脉宽调制PWM(Pulse Width Modulation),以抵消死区效应对输出产生的消极影响,仿真验证了该方法的有效性。     

谐波域死区效应分析及补偿方法的研究

针对有源电力滤波器存在的死区问题,本文从基波域和谐波域进行定量分析,并利用死区效应影响系数,对不同死区时间及开关频率等条件下死区对有源电力滤波器(APF)输出的影响进行深入研究。结合工程经验及APF工作的特点,比较研究了3种实用的死区补偿方法,包括:无死区开关控制模式、新型电流反馈死区补偿方法及死区时间在线预补偿方法。为验证该文所述死区补偿方法的有效性,在实验室搭建注入式混合型有源电力滤波器实验平台,实验结果表明,采用该文所述死区补偿方法后,死区的不良影响得到了有效抑制。     

有源滤波器在d,q坐标系下的PI-模糊谐振控制

有源电力滤波器(APF)被认为将代替传统LC无源滤波器,用来治理线路上非线性负载及开关器件产生的谐波和无功电流.APF为消除谐波,逆变器必须根据指令输出补偿电流,而谐波电流随时间快速振荡变化,因此电流控制器对谐波电流的跟踪能力决定了APF的性能高低.在此分析了并联型APF的电流控制数学模型,针对并联型APF提出一种简单...     

无死区控制在并联型有源电力滤波器中的应用

有源电力滤波器是一种新型的谐波及无功动态补偿装置。并联型有源电力滤波器主电路中功率开关管死区的存在对其补偿性能产生消极影响。根据双极性调制模式下单相并联型有源电力滤波器主电路的工作过程分析了死区效应对补偿性能的影响机理。讨论了无死区控制的可行性,提出将无死区控制应用到有源电力滤波器中,设计了无死区控制逻辑电路,从而避免死区电路的设计,在不增加成本的同时消除了死区效应对有源电力滤波器补偿性能的影响,并一定程度上延长了开关管的寿命,实验结果证明了所提方法的有效性。无死区控制策略可以推广到三相APF系统以及单极调制模式下的APF装置中,对今后APF的深入研究有一定的参考价值。     

有源电力滤波器谐波及无功电流检测的不必要性(一)

从并联型有源电力滤波器(APF)直流侧电容电压以及APF电流的双闭环控制角度出发,分析和探讨了谐波及无功电流检测对APF补偿精度的影响.结果表明谐波及无功检测信号只不过是电容电压闭环系统中的一个前馈补偿信号,其存在不但不能提高反而影响谐波及无功的稳态和动态补偿精度.通过进一步研究和比较负载电流突变时APF补偿电流的跟随性能,得知谐波及无功检测信号对提高APF跟随负载有功电流分量突变能力的作用也十分有限,因此认为经典APF的谐波及无功检测是不必要的.     

单相半桥并联型APF研究

本文针对单相电力电子设备所带来的谐波和无功电流危害电网的问题,研究了一种基于半桥结构的单相并联型APF。首先分析了半桥拓扑结构的工作原理,推导了一种适用于单相电路的谐波和无功电流检测算法,采用该算法并结合三角波比较电流跟踪控制方法,实现了对APF补偿电流的控制。然后为了更好地输出补偿电流,在半桥逆变器的交流侧设计了LCL型滤波器。最后通过Matlab/Simulink仿真表明,单相半桥并联型APF对电网中的谐波和无功电流能够起到很好的补偿效果,验证了系统的可行性。     

三电平并联型APF死区效应分析及其对策研究

为了解决三电平并联型有源电力滤波器(APF)死区效应问题,通过分析APF死区效应的产生机理和影响因素,同时结合在实际运行中电流流向突变时存在的一些问题,提出一种基于电流区间判断的PWM信号修正方案。该方案在其他因素不变的前提下可以降低对检测和采样环节精度的依赖,避免电流过零处抖动而导致极性误判进而引发桥臂直通,从而减小死区效应对APF谐波补偿性能的不良影响。利用Matlab对所提方案进行了仿真研究。研究结果表明,该方法不仅消除了绝大多数死区,同时排除了冗余的开关切换,谐波补偿效果优于常规控制。     

基于PCPR控制的APF死区补偿策略

为解决有源电力滤波器(APF)实际输出电流频率范围宽,而传统基于比例谐振控制器(PR)的死区补偿方法补偿频率范围有限的问题,分析死区效应机理及PR控制器的局限性,提出一种基于零极点配置的相位补偿比例谐振(PCPR)控制的死区补偿策略.该方法能够在死区补偿控制器谐振频率超过系统截止频率时对死区效应引起的电流畸变进行精确补偿,不但扩大死区引起谐波电流的补偿范围而且改善了系统动态性能.仿真和实验结果验证了所提补偿策略能有效减小APF网侧输出电流总谐波畸变率.     

一种基于补偿电流的单相电路谐波电流检测算法

针对电网中谐波的危害和"污染"等问题,为了实现有源电力滤波器控制系统谐波电流检测的精确性、实时性,本文提出了一种单相电路谐波电流检测算法,该算法基于补偿电流最小检测原理,通过构造函数将谐波电流检测问题合理地转化为基波有功电流幅值问题,实验表明,新算法具有实时性好、计算量小、易于实现等优点。基于此算法的有源电力滤波器具有较好的动态响应性能,能实现有效的谐波电流补偿,仿真结果验证了该算法的有效性和正确性。     

一种新颖的死区补偿时间测量方法

该文详细分析了死区效应对逆变器输出性能的影响，同时，针对三相平衡负载，也讨论了基于平均定子电流的定子侧直流等效电路模型，根据在同一个开关周期内，两种不同的有效电压矢量作用时间与相应的定子电流关系，实现了死区补偿时间的离线动态调整，然后由测量的补偿时间再进行死区效应的在线补偿，另外，根据功率模块相关参数随电流变化导致输出电压损失不同，该文还采用了按照输出电流大小采用不同的死区补偿时间来进行补偿，最后，进行了补偿前和补偿后的实验，结果表明该方法具有较好的补偿效果。     

有源电力滤波器两种补偿目标的分析和比较

在有源电力滤波器(APF)中，被广泛应用的有2种类型的补偿目标：一种是将非线性负载的馈线电流补偿为基波(正序)有功电流，另一种是将非线性负载补偿为一个等效线性电阻。采用不同的补偿目标，其APF补偿效果以及对电网的影响也不相同。该文从谐波传递的角度，分析比较了在2种补偿目标下的补偿特性对电网中谐波传递的影响。结果表明：无论在抑制电网谐波电压对负载的影响方面，还是在抑制谐波电流对电网的污染方面，采用后一种补偿目标的效果都要优于前一种补偿目标。仿真和实验验证了结论的正确性。上述结论对三相不平衡系统负序分量传递的影响也同样适合。     

新型模糊控制有源滤波器移相调压补偿的研究

针对大功率晶闸管移相式电压调节器产生的谐波电流,提出适合于就地补偿的新型模糊控制有源电力滤波器(APF)方案,有效地解决了补偿电流检测及非线性控制问题.该方案对三相APF进行电路模型分析,基于并行分布补偿方式采用Takagi-Sugeno模糊控制方法,设计了模糊反馈控制器.在稳定性条件下求解线性矩阵不等式,得到补偿控制...     

单周控制三相四线制有源电力滤波器的补偿性能研究

单周控制三相四线制有源电力滤波器具有检测量少、控制器结构简单以及鲁棒性强等优点。分析了系统的全局稳定条件和补偿后电流中直流分量的产生机理,研究了系统带不平衡负载和动、稳态补偿性能以及稳定性。结果表明,当系统参数满足全局稳定条件时,单周控制三相四线制有源电力滤波器具有较好的动、稳态补偿性能,并能抑制三相负载的不平衡。单周控制以峰值电流检测的调制方式导致补偿后电流中含有的直流分量是影响系统补偿性能的主导因素。     

三电平有源电力滤波器死区效应分析与补偿

针对有源电力滤波器(APF)的死区效应问题,在三电平APF等效开关电路的基础上,从死区效应生成原理出发,结合三电平开关状态方程,推导出死区时间与电流跟踪误差之间的线性关系,阐释了死区时间带来的影响。提出了一种死区补偿方法,给出了补偿方法的控制原理图,并从控制系统的闭环特性角度分析了系统的性能。对比了无死区系统与死区补偿系统的性能,发现后者具有更好的稳态性能。通过仿真和实验结果表明所提方法能有效抑制死区效应。     

一种新颖的死区补偿和电机相电压检测方法

针对电压型逆变器的死区效应,提出了一种基于功率导通时间实时检测的死区补偿方法.为避免电流过零点的直接检测或间接预估,设计由硬件电路直接检测功率管的导通时间,得到逆变器的实际死区时间,并利用软件进行补偿,同时也可得到电机实际的相电压.采用该方法得到的死区时间反映出开关器件导通和关断时间受结温和导通电流影响的特性.实验结果表明,该方法能够有效地抑制电流谐波,使0,5,7次谐波降低了50%,改善了电流波形质量.