3 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)
系統(tǒng)的全數(shù)字化控制對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，同時(shí)還必須考慮控制精度，這兩點(diǎn)關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)性能的好壞。因此，縮短程序運(yùn)行時(shí)間并保證計(jì)算精度是系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。
系統(tǒng)以一個(gè)采樣周期為運(yùn)行周期，在每個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)需完成數(shù)據(jù)采樣，計(jì)算瞬時(shí)諧波及無功電流分量值，產(chǎn)生6路PWM信號(hào)，分別控制6只IGBT管的開關(guān)狀態(tài)，這幾步過程應(yīng)在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)完成，否則實(shí)時(shí)性很難得到保證。系統(tǒng)軟件主要包括主程序、A／D轉(zhuǎn)換子程序、諧波和無功電流計(jì)算子程序、PWM信號(hào)輸出子程序、串行通信子程序等幾部分。
系統(tǒng)軟件組成框圖如圖3所示。
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
為了驗(yàn)證上述諧波檢測和控制方案的有效性以及由此構(gòu)成的基于DSP的并聯(lián)型有源電力濾波器是否能很好地補(bǔ)償諧波和無功電流，本文進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。采用阻性負(fù)載作為三相不控橋式整流器的負(fù)載，試驗(yàn)中在負(fù)載側(cè)接了1個(gè)2 Ω的電阻。下面以A相為例給出實(shí)驗(yàn)波形。圖4分別給出了補(bǔ)償前后的負(fù)載電流波形和補(bǔ)償前后負(fù)載電流的頻譜圖。
從圖4中可以看出，在未加入APF時(shí)的A相電源電流波形發(fā)生了嚴(yán)重畸變，為尖頂波，在加入本實(shí)驗(yàn)裝置之后電源電流的波形有了明顯的改善，十分接近于正弦波。同時(shí)，從頻譜圖中可以看出補(bǔ)償后電源電流畸變率很小，電源電流呈現(xiàn)出比較標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，即電網(wǎng)電流中諧波和無功分量得到了較好的補(bǔ)償，有效地抑制了諧波并補(bǔ)償了無功分量。這說明APF試驗(yàn)裝置是有效的，并驗(yàn)證了本文提出的算法和主電路設(shè)計(jì)的正確性。
負(fù)載電流中含有高次諧波及無功電流時(shí)，負(fù)載電流總諧波畸變率THD=63.86％，負(fù)載電流中各次諧波電流含量見表1；補(bǔ)償后電源電流總諧波畸變率THD=5.35％，電源電流各次諧波電流含量見表2。
5 結(jié) 語
本文以并聯(lián)有源電力濾波器為研究對(duì)象，對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、補(bǔ)償分量的檢測算法、控制策略等問題作了較系統(tǒng)的研究。在該基礎(chǔ)上，介紹一種基于DSP的并聯(lián)型電力有源濾波器的設(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)表明所設(shè)計(jì)的有源濾波器具有良好的諧波補(bǔ)償特性、自適應(yīng)補(bǔ)償能力。