Abstract
This work presents a study of shunt active power filters (APFs), which are implemented by means of both fourlegs and three full-bridge voltage source inverter (VSI) topologies. These topologies are applied in three-phase four-wire systems for reactive power compensation and harmonic current suppression generated by nonlinear loads. The compensation reference currents used in both APFs are extracted from the synchronous reference frame (SRF) based controllers. A mathematical analysis of the four-legs and the three full-bridge topologies are presented in order to obtain the model in state space and the transfer functions of each system, allowing to set the proportional-integral (PI) gains used in the current controllers. Simulation results are presented in order to evaluate the performance of the APFs approaches
چکیده
این کار، مطالعه ای از فیلترهای توان اکتیو شنت (APF ها) را ارائه می دهد که بوسیله هر دو ساختار چهار ساق و سه اینورتر منبع ولتاژ (VSI) تمام پل، پیاده سازی شده اند. این ساختارها در سیستم های سه فاز چهار سیمه برای جبران سازی توان راکتیو و حذف جریان هارمونیکی تولید شده توسط بارهای غیر خطی، به کار رفته اند. جریان های مرجع جبران سازی استفاده شده در هر دو APF، از کنترل کننده های مبتنی بر قاب مرجع سنکرون (SRF) استخراج شده اند. یک تحلیل ریاضی ساختارهای چهار ساق و سه تمام پل، ارائه شده تا مدل فضای حالت و توابع انتقال هر سیستم بدست آمده و امکان تنظیم بهره های تناسبی- انتگرالی (PI) استفاده شده در کنترل کننده های جریان را بدهد. نتایج شبیه سازی ارائه شده اند تا عملکرد راهکارهای APF، ارزیابی شوند.
1-مقدمه
امروزه، آلودگی هارمونیکی به علت افزایش استفاده از بارهای غیر خطی مانند منابع تغذیه کلیدزنی، اینورترها، یکسوسازهای تک فاز و سه فاز و غیره که در کاربردهای صنعتی، تجاری و مسکونی استفاده می شوند، به طور قابل توجهی در سیستم تأمین توان افزایش یافته است. این بارها در تولید محتوای بزرگی از مؤلفه راکتیو و هارمونیک ها سهیم هستند که مسئول تغییر مشخصه های ولتاژ عمومی سینوسی و نیز جریان های کشیده شده از سیستم بوده و در کاهش کیفیت توان (PQ) مشارکت دارند. به علاوه، مسائل PQ وقتی ایجاد می شوند که بارهای تک فاز غیر خطی به سیستم های سه فاز چهار سیمه متصل شوند. حتی اگر این بارها کاملا متعادل باشند، جریان های هارمونیک از طریق هادی خنثی گردش می کنند که این همیشه به علت وجود مؤلفه های دنباله صفر رخ می دهد. دامنه این جریان می تواند از دامنه جریان هر فاز بیشتر شود که می تواند باعث آسیب به هادی خنثی و ترانسفورمرهایی که بارها به آن متصلند، شود...