【摘要】：電網(wǎng)電壓正弦化且功率因數(shù)為1是電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、高效和優(yōu)質(zhì)運行的重要保證,特別是隨著電力電子裝置的廣泛普及,急需能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)抑制諧波且補償無功功率的設(shè)備。APF(Active Power Filter,有源電力濾波器)本質(zhì)上是能夠為特殊用電設(shè)備的正常工作提供指定諧波和無功的逆變器,作為一種新型的有源補償裝置具有其顯著的優(yōu)越性,但現(xiàn)階段國內(nèi)對其研究工作和工業(yè)應(yīng)用尚不成熟。近年來,國內(nèi)從事APF的開發(fā)人員日益增多,研究人員為了驗證理論的實際效果往往需要耗費大量的人力物力搭建實際的實驗系統(tǒng),從而不利于APF研究開發(fā)的效率。因此,本文以并聯(lián)型APF為主要研究對象,設(shè)計一種多功能、開放性、全數(shù)字化的并聯(lián)型APF通用實驗平臺為目的,對實驗平臺的功能需求、工作原理、通用軟硬件設(shè)計等問題進行了深入研究,為通用實驗平臺的研制進行了一定的理論儲備,同時為搭建硬件平臺開展相關(guān)實驗研究并進行功能拓展分析。最后為提高實驗平臺的設(shè)計效率,縮短生成周期而進行2D機柜布局電氣布線設(shè)計。這些成果對以APF為代表的大容量電力電子設(shè)備的研發(fā)具有借鑒意義。(1)論文首先確定了實驗平臺的整體設(shè)計流程,在分析實驗平臺功能需求的基礎(chǔ)上,對其工作原理進行了闡述,設(shè)計實驗平臺具有單/三相APF模式轉(zhuǎn)換和其他拓展功能。并針對并聯(lián)型APF通用實驗平臺的主要功能需求,對其總體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。(2)完成對實驗平臺主電路、控制電路和測控接口電路的原理圖設(shè)計。提出了一種本地監(jiān)控和遠程數(shù)據(jù)共享方案,并采用Microsoft Visual Studio 2010軟件開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)主界面。開發(fā)了通用主程序和中斷服務(wù)子程序軟件,論文給出了主要程序流程圖。(3)搭建了以DSP28335處理器為核心的硬件實驗平臺,編寫控制軟件并依次開展了數(shù)據(jù)采集實驗、單相APF補償實驗和三相APF補償實驗。實驗結(jié)果表明所設(shè)計并聯(lián)型APF通用實驗平臺的總體設(shè)計方案和軟硬件系統(tǒng)正確性。(4)在并聯(lián)型APF通用實驗平臺上通過模式轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇不同的主電路拓撲,擴展外圍電路,開發(fā)相適應(yīng)的控制軟件可進行其他有關(guān)電力電子技術(shù)的功能拓展實驗,論文著重分析基于該平臺實現(xiàn)電氣化鐵道有源綜合補償系統(tǒng)實驗的原理并進行實驗研究。(5)最后為提高實驗平臺的設(shè)計效率,縮短生成周期而使用先進的機電一體化設(shè)計軟件SolidWorks Electrical進行實驗平臺的2D機柜布局電氣布線設(shè)計。
【圖文】：

APF 工作原理框圖

實驗平臺的整體設(shè)計流程圖
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM761

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本文編號：2535005