1. 研究目的与意义
谐波研究的意义,首先是因为谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。谐波研究的意义,还在于其对电力电子技术自身发展的影响。电力电子技术是未来科学技术发展的重要支柱。而传统的LC滤波器等有谐波抑制和无功补偿的诸多缺陷,为了克服这些缺陷,本文提出了一种新型的滤波器有源电力滤波器,是利用可关断电力电子器件,产生与负荷电流中谐波分量大小相等、相位相反的电流来抵消谐波的滤波装置。有人预言,电力电子连同运动控制将和计算机技术一起成为21世纪最重要的两大技术。
2. 课题关键问题和重难点
首先确定选择并联有源电力滤波器,并联有源电力滤波器有很多关键技术问题,其中,主电路参数的设计是一个难点:(1)主电路的容量。对并联有源电力滤波器来说,主电路的容量为交流输入的相电压乘并联型有源电力滤波器提供的补偿电流。(2)直流侧电压的计算。主电路直流侧电压值应大于有源电力滤波器与供电系统连接点的相电压峰值的3倍。(3)直流侧电容值的计算。直流侧电容值等于流过电容的电流最大值与PWM脉冲的频率,直流侧电容电压的最大允许偏离设定值乘积的比值。(4)交流电抗器的选取。主电路交流测电抗器的取值应保证有源电力滤波器具有跟随指令电流最大变化率的能力。(5)输出滤波器的设计。需设计一种高通滤波器并联在系统的负载侧,将有源滤波和无源滤波结合起来,使得有源电力滤波器工作中产生的高次谐波电流大部分流入高通滤波器。
3. 国内外研究现状(文献综述)
滤波器,顾名思义,是对波进行过滤的器件。波是一个非常广泛的物理概念,在电子技术领域,波被狭义地局限于特指描述各种物理量的取值随时间起伏变化的过程。该过程通过各类传感器的作用,被转换为电压或电流的时间函数,称之为各种物理量的时间波形,或者称之为信号。因为自变量时间是连续取值的,所以称之为连续时间信号,又习惯地称之为模拟信号。
随着数字式电子计算机技术的产生和飞速发展,为了便于计算机对信号进行处理,产生了在抽样定理指导下将连续时间信号变换成离散时间信号的完整的理论和方法。也就是说,可以只用原模拟信号在一系列离散时间坐标点上的样本值表达原始信号而不丢失任何信息,波、波形、信号这些概念既然表达的是客观世界中各种物理量的变化,自然就是现代社会赖以生存的各种信息的载体。信息需要传播,靠的就是波形信号的传递。信号在它的产生、转换、传输的每一个环节都可能由于环境和干扰的存在而畸变,有时,甚至是在相当多的情况下,这种畸变还很严重,以致于信号及其所携带的信息被深深地埋在噪声当中了。
近年来,随着电力电子技术的广泛应用,电能得到了更加充分的利用。但电力电子装置自身所具有的非线性也使得电网的电压和电流发生畸变,这些高度非线性设备数量和额定容量的日益增大使得电力系统谐波污染问题日益严重,已成为了影响电能质量的公害,对电力系统的安全、经济运行造成极大的影响;而另一方面供电方及其电力系统设备、用户及其用电器对电能质量的要求越来越高,这一矛盾使得人们对谐波污染问题越来越重视。据《中国电力》报道,我国仅由电能质量问题造成的年电能损失就高达400多亿元,冶金、铁路、矿山等企业的谐波严重超标,因谐波问题导致的开关跳闸、大面积停电甚至电力系统解列等事故也屡见不鲜,因此对电力系统的谐波污染进行综合治理已成为摆在科技工作者面前的一个具有重要现实意义的研究课题。而有源电力滤波器由于具有高度可控性和快速响应性,能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,因而受到广泛的重视,成为目前国内外供电系统谐波抑制研究的热点。
4. 研究方案
(1)首先确定我的设计方案选择并联型有源滤波器。研究并联型有源电力滤波器的系统构成和工作原理。(2)确定主电路参数的设计。(3)建立主电路拓扑结构和数学模型。(4)设计电流环控制系统及等效模型。(5)设计直流侧电容电压环的稳态控制。(6)设计脉宽调制控制。
5. 工作计划
第1周 收集有关电力有源滤波相关资料 ;
第2周 查阅电力有源滤波器的相关资料 ;
第3周 整理有关电力有源滤波相关资料,确定设计方案和关键技术,拟定采取的解决措施,撰写毕业设计开题报告;
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。