基于DSP的船舶非线性负载谐波抑制研究

论文题目: 基于DSP的船舶非线性负载谐波抑制研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电力电子与电力传动

作者: 俞万能

关键词: 谐波抑制,瞬时无功功率

文献来源: 上海海事大学

发表年度: 2005

论文摘要: 多模式机舱综合仿真系统实验室的建设是由交通部专项实验室基金资助的项目。航运事业的迅速发展，推动了造船业的发展，涌现了多种推进模式，而现代船舶电力推进模式全面融合了目前最先进的数控技术，网络技术以及动力和机电控制领域的最新成果，其中，吊舱式电力推进系统最具有先进性，已引起国际造船和航运界的高度重视。国内对这一方面的研究虽起步较晚，但进入新世纪以来发展迅速，前景看好。 由于在电力推进系统中必须使用大功率电力电子器件和船舶自动化机舱系统中大量应用各种电气设备，而这些设备由于利用开关器件的通断对电能进行变换，必然会产生无功电流和高次谐波，引起波形失真，对电力系统的稳定以及各项设备和通信产生日趋严重的有害影响。在由上海市教委科技项目(编号03IK14)和上海市科技发展基金项目(编号021107013)支持的“多模式船舶综合电力系统和电力推进系统的仿真”课题中，进行抑制谐波和改善船舶电能质量方面的研究工作。本论文进行根据船舶特点的谐波抑制研究，并进行基于DSP和SVPWM算法的有源滤波器的研究开发。 本论文设计并实现了基于DSP平台和SVPWM算法的有源滤波器的硬件系统和软件系统，为提高船舶综合电力系统的电能质量及谐波抑制探索了技术路线，提供了一个开发平台。本文工作主要包括： 1、基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法研究 2、以DSP为核心的硬件系统设计 3、补偿电流控制算法的研究 4、补偿电流主电路的设计 5、国外产品的试验比较 本论文设计和开发了一个基于DSP平台的电力谐波抑制有源控制系统。系统通过实时检测电网中的谐波，控制有源滤波主电路产生补偿电流，同时对谐波电流进行实时补偿，从而达到谐波抑制的目的。 系统主要由谐波检测和谐波控制两部分组成。谐波检测的设计基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法，其最大优点就是实时性强，更适合于实用的情况。谐波控制的设计思想是基于不定频滞环的SVPWM电流控制算法，这种算法把直流电压利用率提高了15.4％，有效地降低了功率开关管的开关损耗，可以根据被跟踪的电流矢量，优化选择三相VSR空间电压矢量进行SVPWM电流跟踪控制，从而在相对低的开关频率条件下较好地跟踪电流指令。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题背景和研究意义

1.3 谐波抑制技术研究现状

1.4 有源电力滤波器的种类及发展概况

1.5 论文主要研究内容

第二章 有源滤波的基本理论和技术

2.1 三相电路瞬时无功功率理论

2.2 谐波和无功电流的实时检测原理

2.3 基于不定频滞环的SVPWM电流控制

2.3.1 SVPWM控制算法的优点

2.3.2 控制原理

2.3.3 关于V~*、ΔI区域的划分

2.4 数字信号处理器的先进技术

第三章 系统硬件平台组成

3.1 系统构成总体考虑

3.2 TMS320LF2407内部资源配置

3.2.1 TMS320LF2407的重要特点

3.2.2 程序存储器

3.2.3 IO空间

3.2.4 数据空间

3.3 信号检测单元

3.3.1 电流检测单元

3.3.2 电压检测单元

3.4 直流母线电容器的计算与选择

3.5 逆变器输出滤波电感的设计

3.6 人机交互界面的设计

第四章 系统软件的设计

4.1 系统软件整体流程图

4.2 过零比较电路的软件设计

4.3 采样时钟控制流程图

4.4 正余弦函数发生器

4.5 数字低通滤波的软件

4.6 SVPWM的软件实现

第五章 系统的仿真和实验研究

5.1 系统的仿真研究

5.2 系统实验研究

5.3 国外产品的测试比较

第六章 总结和展望

6.1 对本文的总结

6.2 对将来开发和应用的展望

致谢

参考文献

附录一 人机交互界面原理图

附录二 ACCUSINE PCS-50装置主接线图

附录三 硬件实验平台

附录四 TMS320LF2407高压板

附录五 攻读硕士学位间发表的论文

发布时间: 2007-01-16

参考文献

• [1].舰船中频电力系统无功补偿与谐波抑制设备的研制[D]. 吴文俊.浙江工业大学2012
• [2].船舶电力推进系统的谐波抑制技术研究[D]. 许辛白.上海交通大学2014
• [3].基于DSP的太阳能游览船舶能量管理系统研发[D]. 李丹.集美大学2014
• [4].基于DSP的船舶减摇水舱试验台控制系统研究[D]. 邓舒勇.哈尔滨工程大学2001
• [5].基于DSP的舰载光电稳定平台控制系统设计与实现[D]. 许文.哈尔滨工程大学2015
• [6].基于DSP的船舶电力推进系统的数据通信模块的设计与实现[D]. 高勇.大连海事大学2010
• [7].基于DSP的光纤陀螺捷联惯导系统关键技术研究[D]. 梁辉.哈尔滨工程大学2006
• [8].基于DSP的被动声纳信号检测技术应用研究[D]. 张宝宜.西北工业大学2007
• [9].基于DSP的全回转推进器舵伺服控制器的研究[D]. 徐耀耀.武汉理工大学2014
• [10].基于DSP和CPLD的船舶振动监测系统的研究[D]. 阎洁.天津大学2005

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