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随着功率半导体器件等非线性、开关性负载的广泛应用,谐波污染问题日趋严重。现代电力系统的功率因数并非传统意义上的基波电压和基波电流之间的相位移因数,而是与谐波密切相关,谐波严重直接导致功率因数降低。抑制谐波主要有两种方法:一是通过补偿谐波实现,二是对电力电子装置本身进行改造。谐波补偿属于被动式方法,在消除谐波的同时改善功率因数,但难以达到单位功率因数。而有源功率因数校正(APFC)技术是一种主动式的谐波抑制方法,通过控制电流跟随电压变化来获得理想的功率因数。目前,单相APFC技术已经相对成熟,三相APFC技术是重点研究对象。本文主要是对三相有源功率因数校正技术进行研究,包括三相单、双开关APFC主电路拓扑结构的设计和智能PID控制方案的实现。为了解决传统三相单开关功率因数校正器输入电流谐波较大的问题,设计了一种新型拓扑结构的单开关APFC电路。并将萤火虫算法与传统PID结合构成智能PID控制,应用于三相单开关和双开关APFC电路的闭环控制系统。本文在总结APFC研究现状的基础上,首先介绍了萤火虫算法的仿生机理及数学描述,并针对常规PID控制器的不足,引入萤火虫PID控制算法;其次,对新型三相单开关APFC电路的工作原理进行了详细分析,将DSP TMS320F28335作为主控芯片,完成该电路的硬件设计和调试;接着,将萤火虫PID算法应用于该新型单开关APFC系统,并进行了仿真;然后,分析了双开关APFC电路的工作状态,并利用小信号分析方法建立双开关电路的数学模型;最后完成了基于萤火虫PID控制的三相双开关APFC电路的软件仿真。实验和仿真结果表明:改进三相单开关APFC电路的拓扑结构、将基于萤火虫算法的PID控制替代传统的PID控制均能有效降低谐波含量,改善功率因数;使用基于萤火虫算法的PID控制三相双开关APFC电路,能进一步提高上述指标。