谐波检测电路

A. 求 有关 单相电路谐波电流检测方法仿真研究 的英文文献（中文也行）

单相电路谐波电流检测的一种参考方法的仿真研究
Simulation Research on A Referenced Method for Harmonic Current Detection of Single-Phase Circuit

提出了基于三相电路瞬时无功理论的单相电路谐波电流检测方法(参考方法)的仿真研究.根据该参考方法建立了Matlab仿真模型,确定了低通滤波器的类型、阶数和截止频率.在电源电压无畸变、发生畸变和频率变化情况下,对该参考方法检测精度进行了仿真研究.研究结果表明,以上3种情况对该参考方法检测精度基本无影响,但在电源电压无畸变且负载电流变化时存在过跟踪.

作 者： 李自成 孙玉坤 刘国海 李凤祥 杨建宁 LI Zicheng SUN Yukun LIU Guohai LI Fengxiang RANG Jianning 作者单位： 江苏大学,电气信息工程学院,江苏,镇江,212013
刊 名： 低压电器 英文刊名： LOW VOLTAGE APPARATUS 年，卷(期)： 2008 (17) 分类号： TM714 关键字： 有源电力滤波器 谐波电流 瞬时无功功率理论 低通滤波器 机标分类号： TM9 TM 机标关键字： 单相电路 谐波电流检测方法 参考方法 仿真研究 检测精度 电源电压 瞬时无功理论 畸变 低通滤波器 三相电路 频率变化 截止频率 仿真模型 电流变 阶数 负载 基金项目： 江苏省培养创新工程项目，江苏省高新技术项目

B. 求串联有源滤波器，并联有源滤波器的matlab仿真电路图，包括谐波检测、PWM控制、驱动电路和主电路等

引言以往在煤矿电网谐波治理方面，通常是并接无源滤波器组，对电网进行固定式补偿。由于提升机为短时循环工作制的负载，一个提升机循环分为加速、等速、减速和休止几个工作状态，各阶段所需功率均不同，另外，许多分散设备的运行周期也有差异，而电容器组只能输出恒定无功功率，导致有时无功不够，有时过补现象的产生。采用有源滤波器，可根据每个设备负载无功的变化进行动态补偿，使设备运行和电网始终处于最佳状态。
引言

以往在煤矿电网谐波治理方面，通常是并接无源滤波器组，对电网进行固定式补偿。由于提升机为短时循环工作制的负载，一个提升机循环分为加速、等速、减速和休止几个工作状态，各阶段所需功率均不同，另外，许多分散设备的运行周期也有差异，而电容器组只能输出恒定无功功率，导致有时无功不够，有时过补现象的产生。采用有源滤波器，可根据每个设备负载无功的变化进行动态补偿，使设备运行和电网始终处于最佳状态。

有源滤波器包括三个部分：谐波检测、驱动电路和主电路。有源滤波器的关键是谐波电流的检测与补偿控制，本文以三相电路瞬时无功功率理论为基础，建立了有源滤波器模型，并应用MATLAB对其在某煤矿主提升机谐波治理方面的应用进行了仿真验证。

MATLAB仿真模型的建立

本文的设计使用了MATLAB的POWERLIB工具箱、DSP 工具箱和SIMULINK仿真模块,以建立该有源滤波器各部分的仿真模型。

有源滤波器的仿真模型

该有源滤波器主要由谐波电流检测电路、驱动电路、主电路、电容器和变压器5大部分组成。变压器的设置主要是为调节有源电力滤波器交流侧电压之用。其原理如图1所示。其中的谐波源模块是根据主提升机房实际谐波测试数据建成的。

图1 有源滤波器原理图

谐波检测电路的仿真模型

谐波检测电路如图2所示。

图2 谐波检测电路模型

该方法中，需要用到与a相电网电压ea同相位的正弦信号sin(wt)和对应的余弦信号-cos(wt)，它们由一个单相锁相环得到。

因为APF要求实时性高，能随时跟踪谐波电流的变化，而低通滤波器是整个系统中决定实时性的一个重要因素。因此在选用LPF时，一定要兼顾动态响应速度与截止频率，应遵从以下原则：在低通滤波器能完全滤出交流分量的前提下，选用的低通滤波器阶数应尽可能低，截止频率尽可能高。本文选用巴特沃斯LPF，其阶数取为2，截止频率fc选为20Hz。

由于基于ip、iq运算方式的谐波检测方法只有sin(wt)、cos(wt)参与计算，电压的谐波成分不参与计算，因此，无论电网电压是否畸变，本方法都能有效地检测出谐波电流。这也是该方法优于基于p、q运算方式的谐波检测方法的一个原因。

该方法电路简单，但是对硬件的精度要求很高，为了降低对硬件精度的要求，提高系统的稳定性和控制精度，可在LPF后增加PI调节器。

驱动电路的仿真模型

由于并联型有源滤波器产生的补偿电流应实时跟随其指令电流信号的变化，要求补偿电流发生器有很好的实时性，因此，电流控制采用跟踪型PWM控制方式。目前跟踪型PWM控制的方法主要有两种，即瞬时值比较方式和三角波比较方式。本文采用三角波比较方式。

主电路的仿真模型

有源电力滤波器的主电路是一个电压型PWM变流器，其直流侧电容值为1200F，由于容量小，故功率器件选用了电力MOSFET。

仿真结果分析

图3 未加载有源滤波器时的电流波形和谐波

图4 加载有源滤波器后的电流波形和谐波

抑制谐波的关键在于滤波器能够实时地、准确地、快速地检测出谐波。本文所提出的根据瞬时无功功率理论检测谐波电流的方法, 能够较好地满足以上要求。由仿真的波形图(见图3和图4) 可以总结出该有源滤波器具有如下特点：

(1) 从得到的仿真结果可以看出，有源滤波器对主提升机房供电电源中的谐波有着明显的抑制作用，使流入电网的电流波形得到明显改善，电源电流的畸变率由原来的29.68%下降到3.31%，达到了补偿和抑制谐波的目的。

(2) 有源滤波器的主电路采用MOSFET管，由于MOSFET管具有良好的可控性, 因此,该滤波器可以快速地反应波形的变化,这使得有源滤波器有良好的跟踪性, 可实时地滤除谐波。

(3) 从有源滤波器的总体结构来看，该有源滤波器结构简单,根据瞬时无功功率理论,可以设计出谐波检测电路或应用DSP 芯片来实现电流检测。这样，不仅提高了运算的速度,而且降低了滤波器的损耗,经济上是可行的。

结语

本文所设计的有源电力滤波器可以有效抑制电力电子装置所产生的谐波,它与无源滤波器相比,具有更好的补偿特性,在一些谐波成分复杂、多变的场合更具有优势。实践表明，MATLAB仿真软件可以很容易地应用于电力系统仿真领域,是电力系统分析的有利工具。

C. 如何检查和测量电力系统的谐波

1.在simpowersystems-extra
library-measurements下面有个模块-fourier，进入属性之后，设置如下参数：基波50Hz，谐波次数2.可以得到2次谐波的输出幅值。有效值需要除以根号2.
2.使用simpowersystems下的powergui-fft
analysis

D. 如何用SIMULINK检测电力系统谐波

在simpowersystems-extra library-measurements下面有个模块-fourier，进入属性之后，设置如下参数：基波50Hz，谐波次数2.可以得到2次谐波的输出幅值。有效值需要除以根号2。2.使用simpowersystems下的powergui-fft analysis即可检测。
谐波：谐波(harmonic wavelength)，是一个数学或物理学概念，是指周期函数或周期性的波形中能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函数和余弦函数的线性组合表达的部分。从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”、“间谐波”、“次谐波”等等说法。

E. 如何判别电路是否发生谐振测试谐振点的方案有哪些

1、从定义上看可以通过判断串联回路电抗时候为零来判断；

2、在实验中可以通过改变信号源频率，使总阻抗达到最小，此时电路发生谐振。

测试方案：

1、改变L、C的数值，测电路中的电流，达到最大值时即为谐振点。

2、改变L、C的数值，同时测电路中的Ul和Uc，当Ul=Uc时，就为谐振点。

3、改变L、C的数值，测电路中的Ur，当Ur=Ui时就为谐振点。

(5)谐波检测电路扩展阅读：

对于包含电容和电感及电阻元件的无源一端口网络，其端口可能呈现容性、感性及电阻性，当电路端口的电压U和电流I，出现同相位，电路呈电阻性时。称之为谐振现象，这样的电路，称之为谐振电路。

谐振的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿。电场能和磁场能的总和时刻保持不变，电源不必与电容或电感往返转换能量，只需供给电路中电阻所消耗的电能。

谐振电路在无线电技术、广播电视技术中有着广泛的应用。各种无线电装置、设备、测量仪器等都不可缺少谐振电路。这种电路的显著特点就是它具有选频能力，它可以将有用的频率成分保留下来，而将无用的频率成分滤除，比如收音机、电视机。

收音机的天线会同时接收多个电台发射的不同载波的广播节目，改变谐振电路的谐振频率，使其谐振在所需要接收台的载频上，从而选择出所接收台的广播信号，而滤除掉除此之外的其他台及外来的无用信号，这就完成了选台。电视机的选台也是这样。

F. 做毕业设计了 题目：电力系统谐波检测方法研究

本文介绍了电力系统谐波的基本概念、谐波产生机理、谐波危害、谐波源及传统的谐波测量方法及其不足，探讨了连续小波变换、离散小波变换等小波理论中几种重要的变换方法，分析了这几种小波变换的时频特性。 针对目前电力系统谐波分析方法存在的难以快速、准确地对动态谐波进行实时分析检测等问题，充分利用FFT对稳态谐波分析和WT对对波动谐波、快速变化谐波检测各自的优势和二者具有很强的互补性的特点，提出了一种将傅立叶分析与小波变换综合在一起，适合各种谐波的分析方法。 小波与傅立叶结合进行谐波检测的算法，是对于待检信号首先进行离散小波变换，将原信号分解为高频(细节)部分和低频(概貌)部分。非稳态谐波以及突变、间断点等奇异信号分量一般在小波变换以后的细节部分，对该部分信号继续进行小波分析；对于稳态的低频概貌部分采用傅立叶变换进行分析，取出稳态谐波分量。这样既可以得出各种暂态的波形成分，也可以得出准确的稳态谐波。本文对采用FFT与小波变换结合进行谐波检测的方法进行了系统仿真，通过仿真验证了小波分析具有时域和频域的双重分辨率，能够较好的解决傅立叶分析所不能解决的问题，在电网谐波分析中，采用小波分析算法，不仅能正确...

G. 高分求！！！试验用变压器谐波损耗测试电路图

真没听说过有这个试验，能说说具体试验方法和要求吗？
我看明白了，这是一种在实际谐波环境下计算降容系数的方法。按提供的原理，只需在运行变压器电源侧或负载侧每相接入真有效值电流表和峰值电流表（可以用示波器），测得电流的真有效值和最大峰值，就可以按公式计算出该谐波环境下的降容系数。不过我认为这有几个缺陷：
1）降容系数只能用在当时的测试环境，真正运行时谐波分量是不断变化的。
2）该计算方法的理论依据不足。
3）没有考虑铁芯材料、外壳材料和结构对降容特性的影响。
4）没有考虑不同谐波分量在变压器中热效应的不同。

H. 谐波测试仪器的工作原理

谐波测试仪Mavowatt 230

1、根据法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。因此将测量得到电流、电压等模拟信号转换为数字信号，再进行傅立叶分解，即可得到各阶次谐波大小、畸变率、相位等数据。

2、如图Mavowatt系列，这款产品电压谐波可以测到127次，电流谐波63次，在谐波测试仪中算比较高的。

3、功率分析仪也可以测谐波，LMG671最高可以到2000次。