核心提示：　　1串聯(lián)型APF系統(tǒng)結構和工作原理1.1串聯(lián)型APF系統(tǒng)結構該系統(tǒng)主要由諧波檢測電路、PWM控制電路、驅動電路及主電路4部分組成其中，前3部分共同組成APF的控制電路。主電路采用IGBT構成的三相橋

　　1串聯(lián)型APF系統(tǒng)結構和工作原理1.1串聯(lián)型APF系統(tǒng)結構該系統(tǒng)主要由諧波檢測電路、PWM控制電路、驅動電路及主電路4部分組成其中，前3部分共同組成APF的控制電路。主電路采用IGBT構成的三相橋式電壓型PWM逆變器，電感L.和Cr用來濾除PWM逆變器產生的開關脈動該電路結構的特點是：有源電力濾波器作為電壓源通過電流互感器（CT）串聯(lián)在電源和帶有大電容的三相二極管橋式整流電路的交流側之間，其輸出補償電壓相當于受控電壓源用于抵消由負載產生的諧波電壓串聯(lián)型APF系統(tǒng)結構，如所示。

　　1.2串聯(lián)型APF系統(tǒng)工作原理諧波電壓補償?shù)囊幌嗟刃щ娐罚缢尽Ｆ渲校琙為電源內部等效阻抗；和分別為電源基波電壓和諧波電壓；ULf和ULh分別為負載的基波電壓和諧波電壓；if和ish分別為電源基波電流和諧波電流。補償裝置工作時，APF相當于一個與負載串聯(lián)且受諧波電流控制的受控電壓源，它產生一個K倍于諧波電流的諧波電壓u……因此，APF對諧波來講可等效為阻值為K的電阻，而對基波來講，其阻值K為零由及根據(jù)迭加原理，得從（3）式可知，當K*，ishQ故由（1）式得從上述討論可知，通過控制APF，讓K值充分大，能使電源電流is和電源電壓不含諧波成分，從而達到對諧波補5償?shù)男堑腸ad6mic 2串聯(lián)型APF系統(tǒng)的控制方法控制系統(tǒng)原理框圖，如所示控制系統(tǒng)需從電源電流中瞬時檢測出其中的諧波電流ish，形成補償電壓指令uc，從而驅動主電路中6個電力開關器件，使PWM逆變器實時產生與ish成比例的諧波電壓uc，才能達到使有源濾波器對基波阻抗為零，對諧波呈現(xiàn)一定的阻抗，進而實現(xiàn)對變化的諧波進行實時跟蹤補償?shù)哪康拇送猓瑸榫S持PWM逆變器工作，控制系統(tǒng)還應能控制其直流側電容電壓保持恒定。

　　2.1補償電壓指令計算根據(jù)串聯(lián)型APF系統(tǒng)的工作原理，為使其對基波呈零阻抗，而對諧波呈比較大的阻抗，APF的輸出電壓指令應為uC=Kish，以三相電路瞬時無功功率理論為基礎，通過計算ipiq可以得出三相電路諧波電流ish中isaisbisc為電源電流瞬時值，匕為電源a相電壓，LPF為二階低通濾波器，用于獲得-p-的直流分量-p -.PLL為鎖相環(huán)電路，它產生與電源電壓同步的標準正弦和余弦信號，即根據(jù)（5）式和（6）式，計算出ip和iq，經LPF濾波后得到其直流分量-和將-和-反變換后可得電源電流的基波分量isafisbfisf，即串聯(lián)型APF的補償指令電壓u* 2.2APF系統(tǒng)直流側電壓的控制1由于PWM逆變器工作時，其能量損耗會引起直流側電容電壓以的降低，為了保證PWM逆變器正。+YTO4-05CninicaaemicJourfTleOTonicrubli：常工作，Ud必須維持恒定為此，在檢測‘isb直流電壓的反饋控制環(huán)節(jié)中Ud的給定值與反饋值比較之后的偏差，經PI調節(jié)器與諧波電流檢測中算出的iP相減這樣，在算出的諧波電流值isahisbh和ish中加上額外的基波電流成分AisafAishf和Airf，使電壓指令中也含有額外的基波成分，最終使PWM逆變器在生成所需的諧波電壓的同時，生成一定的基波電壓基波電壓與電源的基波電流相作用，控制逆變器中的能量流動，以維持直流電壓Ud的恒定2.3APF系統(tǒng)的PWM控制方法本文采用定時瞬時值比較電壓跟蹤型PWM控制方法來獲得PWM信號，使APF系統(tǒng)的輸出電壓實時跟蹤指令電壓信號的變化其工作原理，如所示。

　　APF系統(tǒng)工作時，將電壓指令信號i和串聯(lián)型APF系統(tǒng)的逆變器產生的補償電壓m（。送入比較器進行比較，由比較器的輸出控制主電路的通斷，從而達到使u（。實時跟蹤指令電壓uC的目的定時比較方法中PWM信號至少需要一個時鐘信號周期才會變化一次。這樣時鐘信號的頻率就限定了器件工作的最高頻率，從而避免了因開關頻率過高而造成器件的損壞。該控制方法每相只需要一個比較器和觸發(fā)器，硬件電路簡單可行。

　　研制了一臺的諧波源負載進行了補償a給出了串聯(lián)APE系統(tǒng)投入補償前三相線電流中的一相波形，可以看出三相電流的波形畸變嚴重串聯(lián)APE系統(tǒng)投入后，該相線電流波形如b所示，可以看出三相電流波形中的諧波幾乎被全部補償，即電流波形基本接近正弦波用HP35663A型動態(tài)信號分析儀測得諧波補償前后電源電流總諧波含量THD分別為69.97%和3.脫。

　　實驗結果表明，串聯(lián)型APE系統(tǒng)對直流側帶有大電容的三相二極管橋式整流電路具有良好的諧波補償效果應注意，串聯(lián)型APE系統(tǒng)的補償效果與K值的大小有關根據(jù)（3）式，K值越大諧波補償效果越好，其策略相當于比例控制但對二階以上系統(tǒng)進行控制時，K值過大將會引起系統(tǒng)振蕩，故K的取值是有限的f2），即從原理上講不能將電網上的諧波完全消除5結束語電網中的諧波源負載性質不盡相同，為了更好地起到抑制電網諧波源的效果，對不同的諧波源負載應選用不同類型的有源電力濾波器。針對電網中電壓型諧波源負載所產生的諧波，本文選用了基于瞬時無功功率理論的三相串聯(lián)型APE系統(tǒng)進行補償。

　　通過樣機的實驗結果表明，采用本文給出的串聯(lián)型APE系統(tǒng)控制方法及有關參數(shù)設計方法，能達到消除諧波和功率因數(shù)校正的目的，且參數(shù)和控制方式調整都比較容易，從而驗證了串聯(lián)型APE系統(tǒng)的濾波原理以及控制方案的正確性和可行性（責任編輯張秋娟）