Abstract
主動式電力濾波器的優點，便是能同時綜合考慮傳統的被動式濾波器與無效電力補償器的功能，使之兼具有諧波消除與功因改善之功能，所以是目前頗受歡迎的研究項目。然而目前文獻可看到的主動式電力濾波器均以類比電路製作，使用類比電路之缺點便是硬體架構較複雜，控制參數易受環境影響而變化，且較缺乏彈性。若以數位控制的做法，使用單晶片微電腦來從事實體製作，不但可以大量減化硬體電路，增加系統之可靠度，而且可以憑藉微算機內部的快速運算能力及特殊功能，增強主動式電力濾波器的即時補償效果。因此，本文之主要動機便是嘗試利用單晶片微算機來製作一主動式濾波器，以機動地消除不完善設備所產生之諧波，同時兼具優良功因改善之效果。本文主要的研究成果，大致可以分為以下兩部份：首先，在硬體製作部份，成功地應用單晶片微電腦來控制主動式電力濾波器，可將硬體電路簡化至最少，增加系統可靠度，並達到機動地運算以消除諧波的目的。另外在軟體部份，使用執行速度快速的 ASM96 組合語言來撰寫，並以整數運算來近似α－β軸轉換及反轉換的Ｔ矩陣之浮點數運算，又成功地應用二階低通數位濾波器法來計算負載平均功率。最後並整合硬體電路與所撰寫之控制軟體，製作出一雛型數位式主動式電力濾波器，經由實驗結果驗證，確能達到原先所設計之目的。本論文內容基本上可簡述如下：在第二章裡，首先說明所採用之主動式電力濾波器之系統架構及其基本工作原理，並依此工作原理推導出正確補償電流公式。此外亦以實際的例子來加以模擬，以驗證所提主動式電力濾波器確實具有諧波消除和功因改善之效能。其次在第三章裡，針對主動式電力濾波器中之電力電路，開關元件的最大切換頻率作一估測，並對其元件值的選擇，加以討論，提出一些設計準則，以為硬體電路製作之準備。在第四章裡，首先介紹所使用的單晶片微算機 80C196KC ，再分別就硬體電路與軟體程式的撰寫，加以說明。並整合製作出一雛型數位式主動式濾波器，由實驗結果顯示，所製作之主動式濾波器確能達成原設計之目標。最後一章則作一結論。