电力有源滤波器设计：基于控制回路补偿的APF技术

"基于控制回路补偿参考电流的APF设计方法" 本文主要探讨了一种基于控制回路补偿参考电流的有源电力滤波器（Active Power Filter, APF）设计方法，该方法针对电子电力设备引入的谐波问题提供了解决方案。谐波污染是由于大量使用变频器、开关电源、UPS以及电子镇流器等设备造成的，这些设备对电网产生的谐波日益严重，影响了电网的稳定性和效率。 传统上，采用无源LC滤波器来消除谐波，但这种方法的效果有限。为改善这一情况，文章提出了串联型电力有源滤波器的结构，该滤波器与无源LC滤波器结合使用，既能提升滤波效果，又能减少有源滤波器的装置容量。 系统结构包括两部分：谐波电流检测电路和补偿电流控制电路。检测电路实时监测负载中的谐波电流，控制电路则根据检测结果生成指令信号，通过PWM逆变器控制补偿电流的产生。系统中，有源滤波器与无源滤波器（如5、7次谐波滤波器和高通滤波器）串联，通过变压器耦合在电网和负载之间，使得负载谐波电流被引导至无源滤波器，优化滤波性能。 检测原理可以用傅立叶级数来解析非线性负载电流，将其分解为有功、无功和高次谐波电流分量。通过减去有功电流分量，得到理想的补偿电流指令ic*(t)，然后利用信号时域正交特性优化的PWM检测方法来实现这一过程。 主控电路和检测电路的实现是通过集成电子技术和ARM开发板来完成的，这些硬件平台提供了必要的计算能力和实时处理能力，确保了补偿电流的精确生成和控制回路的稳定运行。ARM开发板作为一种嵌入式系统，常用于复杂控制算法的实现，具有高速运算和低功耗的优点。 基于控制回路补偿参考电流的APF设计方法有效地提升了谐波抑制能力，同时降低了设备成本。这种设计方法对于现代电力系统中谐波管理具有重要的理论和实践价值，有助于提升电网质量和设备效率。