Підвищення точності регулювання напруги на конденсаторі активного фільтра

Abstract

Розглянуто схему керування активним фільтром на основі dq-теорії з блоком автоматичної стабілізації напруги на конденсаторі, що містить систему адаптивного керування затримкою в часі та фільтр нижніх частот. Введення затримки можна реалізувати за допомогою мікроконтролера, який автоматично розраховуватиме необхідний коефіцієнт затримки та вихідний масштабний коефіцієнт. Фільтр нижніх частот налаштований на сьому гармоніку, що дозволяє регулювати затримку в діапазоні, який забезпечує мінімальне значення допустимої похибки відхилення напруги. Також проведено дослідження якості підтримання напруги на конденсаторі за допомогою комплексу заходів. Для покращення компенсаційної здатності активного фільтра виконано налаштування блока ковзного усереднення струму на шосту гармоніку у разі симетричного навантаження. Часова реакція блока автоматичної стабілізації напруги на конденсаторі постійного струму забезпечує стабільний процес заряду/розряду конденсатора і високий рівень компенсації вищих гармонік без значної додаткової генерації активної потужності в мережу. Показано, що підвищення точності регулювання напруги на конденсаторі силового активного фільтра дозволяє забезпечити досягнення мінімальних значень гармонічних спотворень та стабільної роботи системи. Перехідна реакція силового активного фільтра визначається контуром керування вихідним струмом фільтра. Тому його часовий відгук вибрано достатньо швидким, щоб відслідковувати за поточною формою синусоїдного струму. З іншого боку, швидкодія контуру регулювання напругою конденсатора не повинна бути дуже швидкою, та вона вибирається принаймні в 10 разів повільнішою ніж контуру регулювання поточного струму фільтра. Таким чином, ці дві системи керування можна розділити і спроектувати як дві незалежні системи та відрегулювати кожну за індивідуальними характеристиками.

The control scheme of the active filter on the basis of the dq-theory with the block of automatic stabilization of voltage on the condenser containing the system of adaptive control of a delay in time and the filter of low frequencies is considered. The introduction of the delay can be implemented using a microcontroller that will automatically calculate the required delay factor and the output scale factor. The low-pass filter is tuned to the seventh harmonic, which allows you to adjust the delay in the range that provides the minimum value of the allowable error of voltage deviation. A study of the quality of voltage maintenance on the capacitor was also carried out using a set of measures. To improve the compensating capacity of the active filter, the sliding current averaging unit was set to the sixth harmonic in the case of a symmetrical load. The time response of the automatic voltage stabilization unit on the DC capacitor provides a stable charge / discharge process of the capacitor and a high level of compensation of higher harmonics without significant additional generation of active power in the network. It is shown that increasing the accuracy of voltage regulation on the capacitor of the power active filter allows to ensure the achievement of the minimum values of harmonic distortion and stable operation of the system. The transient reaction of the power active filter is determined by the control circuit of the output current of the filter. Therefore, its time response is chosen fast enough to track the current shape of the sinusoidal current. On the other hand, the speed of the control circuit of the capacitor voltage should not be too fast, and it is ed at least 10 times slower than the control circuit of the current filter current. Thus, these two control systems can be divided and designed as two independent sys-tems and adjust each to individual characteristics.