有源濾波器控制器的設計

圖4所示為電流跟蹤控制框圖。本系統(tǒng)的電流跟蹤控制采用PI控制，輸出控制量通過雙口RAM送至脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器根據(jù)得到的波形信息產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，脈沖經(jīng)隔離、整形后驅(qū)動主電路的IGBT使逆變器輸出相應電壓。補償電流是由逆變器的輸出電壓與交流側(cè)電源電壓的差值作用于電感而產(chǎn)生的。

圖5是用該有源濾波器對三相6脈沖整流負載產(chǎn)生的諧波進行補償?shù)腁相數(shù)字仿真結(jié)果圖，仿真軟件采用PSCAD。由圖可知補償后的系統(tǒng)電流與系統(tǒng)電壓同相位，電流波形得到大大改善，但比較負荷電流和系統(tǒng)電流可知，在負荷電流變化較快瞬間（對應于整流橋的換相）補償效果差一些，這是因為要補償快速變化的電流要求APF產(chǎn)生很高的諧波電壓，這一方面要求有源濾波器有很快的響應速度，另一方面要求直流側(cè)產(chǎn)生高壓，這在實際裝置中是較難實現(xiàn)的，因此在負載電流變化非?？鞎r，APF的補償能力較差。有關(guān)系統(tǒng)不對稱對APF的影響及其對零序電流的補償?shù)葐栴}仍在進一步的研究中。圖6為A相系統(tǒng)電流的諧波分析，負載電流的諧波總畸變率THD為20.1%，補償后的系統(tǒng)電流總畸變率為9.4%，5、7、9、11次諧波電流的含有率均小于5%。

3.2 數(shù)據(jù)采樣與處理

該DSP處理器對負荷側(cè)的三相電流、電壓信號以及有源濾波器輸出的電流信號進行同步采樣，然后進行數(shù)據(jù)處理。根據(jù)負荷側(cè)的電流與電壓值計算出瞬時有功、瞬時無功功率，再經(jīng)過諧波檢測與分離算法計算出補償電流的參考值，該值與有源濾波器實際補償電流的差值通過PI控制環(huán)節(jié)得到相應的控制信號。