基于DSP 28335的單相有源濾波控制器設(shè)計
摘要:針對有源電力濾波器(APF)要求快速、精確地檢測諧波電流的特點,在此利用高速浮點數(shù)字信號處理芯片DSP 28335作為處理器,設(shè)計了一種全數(shù)字單相APF控制器,給出了硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程。實驗表明,該控制器方案較傳統(tǒng)利用定點DSP芯片的控制器更加簡單、快速、有效。
關(guān)鍵詞:有源電力濾波器;控制器;諧波
1 引言
現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,由于大量非線性電力電子裝置的應(yīng)用,使得電能質(zhì)量備受關(guān)注。APF能動態(tài)、快速補償諧波,其實時性和精確性至關(guān)重要。當(dāng)前國內(nèi)的APF控制器多采用定點的DSP完成諧波的計算和控制,在完成浮點運算時,其實時性得不到保證,在此采用具有浮點運算單元的DSP28335作為處理器,可以提高實現(xiàn)算法的速度及補償?shù)膶崟r性,在此主要討論單相APF控制器的硬軟件實現(xiàn)方案,并給出實驗結(jié)論,驗證控制器方案的正確性和有效性。
2 單相諧波檢測工作原理
在三相系統(tǒng)中利用瞬時功率法的ip-iq法已得到廣泛應(yīng)用,但ip-iq法不能直接運用于單相系統(tǒng),需要經(jīng)過構(gòu)造三相電流。該方法算法復(fù)雜,在微處理器實現(xiàn)時補償實時性不佳。文獻(xiàn)提出簡化的基于鑒相原理的瞬時檢測方法,如圖1所示。
該方法算法簡單,易于實現(xiàn)并且實時性好,在此設(shè)計的控制器采用此方法,其原理為:負(fù)載電壓us經(jīng)過鎖相環(huán)(PLL)后,得到與us同頻同相的基波信號,再由正、余弦發(fā)生器產(chǎn)生與us基波同相的單位正弦和余弦信號,以此為電壓的參考信號。設(shè)畸變電流為:
用i(t)減去i1(t)可得檢測出的諧波電流ib(t)。
需要指出的是該方法雖然稱為瞬時諧波檢測,但實際上由于算法中LPF的存在,惡化了算法的動態(tài)性能,做不到真正意義的“瞬時”。
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