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在如今绝大多数变频器结构中,电网侧整流器多采用不可控的二极管,在电动机减速及制动过程中将处于再生发电状态,这会导致直流侧电容两端的电压上升,威胁到系统的正常运行。传统方法是加装耗能式的制动单元,为此可采用能量回馈装置将再生的能量回馈至电网。在变频器正常运行时,该能量回馈装置将闲置。由于能量回馈装置与传统的有源电力滤波器在拓扑结构上具有一致性,可在此时使其进入有源滤波工作模式,对由变频器的整流产生的谐波进行补偿,实现一机两用功能,提高设备性价比。本论文主要基于三相电压型变流器结构设计了能量回馈及有源滤波控制系统。文中首先分析了变流器的四象限运行模式,介绍了瞬时无功理论及谐波检测原理,接着对锁相环及低通滤波器等关键结构进行设计。然后对系统的控制方法进一步研究,分析了三相电压型变流器的数学模型,讨论了装置的换流过程及有关的变流方法,设计电压及电流控制器,仿真验证了系统的合理性。接着在系统整体硬件设计平台上,以瑞萨RX63t型DSP为处理器,设计了软件算法,介绍了系统软件开发环境HEW,对算法整体结构、锁相环、能量回馈、谐波补偿及电压抬升的工作流程详细阐述。论文最终在设计完成的样机上,对其进行实验验证,记录了能量回馈状态及有源滤波状态下的电压电流波形,并对实验结果进行分析。实验表明设计的算法及装置能够实现预期的功能,能够及时回馈制动产生的能量,补偿在电网侧的电流谐波。