基于DSP的TCR型SVC控制器的研究与设计
电弧炉、电焊机等冲击性负荷大量接入电网严重影响电网供电质量。本文研究并设计了基于DSP的TCR型动态无功补偿装置控制器,抑制快速波动性负荷造成的电压波动和闪变,改善负荷不平衡状况。 本文基于不平衡负荷的平衡化原理(即Steinmetz原理)的补偿导纳模型,采用负荷电流电压瞬时值采样的方法补偿无功功率,并将该方法应用于SVC样机的设计,结果表明,它们是快速有效和准确的,具有实际的工程应用价值。 TCR型动态无功补偿装置中触发控制角的计算精度直接影响无功补偿的效果。作者提出并实现了有理插值法作为晶闸管触发控制角的计算方法,通过仿真表明该方法与多项式逼近相比,计算量相当,但精度大大提高。本文利用MATLAB中的simulink建立了TCR的单相和三相模型,分析晶闸管控制角、触发脉冲与基波电流的关系。 本文设计的控制器以TMS320F2812 DSP芯片为核心,加上检测电路(包括采样电路、调理电路、锁相环等)和其它外围控制和驱动电路构成。利用电焊机与电弧炉相似的用电特性,以电焊机为负载,开发一套低压TCR-SVC样机,设计完整的软、硬件系统,并校验其性能。摘要 3-4
Abstract 4-7
第一章 绪论 7-15
1.1 论文选题背景与研究意义 7-9
1.2 国内外研究动态及存在问题 9-11
1.3 国家标准及国际组织关于负荷干扰的限制标准 11-13
1.3.1 电压波动和闪变的定义及标准 11-12
1.3.2 谐波及三相电压不平衡标准 12-13
1.4 本文研究的主要内容及主要工作 13-15
第二章 TCR型动态无功补偿装置的总体结构 15-33
2.1 波动性负荷的无功补偿 15-22
2.1.1 波动性负荷的无功补偿原理 15-17
2.1.2 电弧炉用电特性 17-18
2.1.3 钢厂电压闪变和不平衡度现状分析 18-22
2.2 TCR-SVC补偿原理 22-24
2.2.1 SVC定义及分类 22-23
2.2.2 TCR-SVC 补偿原理 23-24
2.3 晶闸管相控电抗器（TCR） 24-27
2.3.1 TCR基本原理 24-25
2.3.2 TCR控制方法的形成基础 25-27
2.3.3 主要接线形式 27
2.4 LC滤波器 27-32
2.4.1 LC滤波器种类 27-29
2.4.2 滤波器组参数的计算 29-32
2.5 本章小结 32-33
第三章 TCR动态无功补偿器电纳变换函数的算法实现 33-45
3.1 电纳变换函数 33-35
3.2 有理插值法求解TCR电纳变换函数 35-39
3.2.1 构造有理插值函数 36-37
3.2.2 验证所构造有理插值函数R（κ）的精度 37-39
3.3 TCR模型的MATLAB仿真 39-42
3.3.1 TCR单相仿真 39-41
3.3.2 三角形联结的TCR仿真 41-42
3.4 TCR控制系统 42-44
3.5 本章小结 44-45
第四章 无功补偿的矢量控制 45-53
4.1 无功补偿的矢量控制 45-47
4.2 三相三线制系统的对称分量法控制 47-51
4.2.1 用对称分量法分析负荷补偿 47-50
4.2.2 用瞬时电流采样法求补偿电纳 50-51
4.3 三相四线制系统的基波无功电流检测 51-52
4.4 本章小结 52-53
第五章 动态无功补偿控制器的实现 53-76
5.1 动态无功补偿装置的组成 53-54
5.2 动态无功补偿装置硬件设计与实现 54-69
5.2.1 主电路实现 54-55
5.2.2 控制器的实现 55-69
5.3 软件设计与实现 69-73
5.3.1 软件的功能与划分 69-70
5.3.2 软件流程图 70-73
5.4 仿真结果 73-75
5.5 本章小结 75-76
第六章 试验结果分析及改进 76-83
6.1 TCR-SVC样机的低压试验 76-80
6.1.1 试验电路结构与参数配置 76-77
6.1.2 TCR-SVC样机投运前后补偿效果分析 77-79
6.1.3 公共点（PCC）电能质量分析 79-80
6.2 结果分析与控制器改进 80-82
6.3 本章小结 82-83
第七章 总结 83-85
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