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交交变频器谐波分析与仿真研究

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目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 交交变频系统仿真及谐波研究的背景

1.1.1 课题研究的意义

1.1.2 电力电子变频设备产生的谐波危害

1.2 交交变频系统发展现状及存在的问题

1.2.1 交交变频系统的发展

1.2.2 交交变频系统研究的现状及存在的问题

1.3 论文的研究内容及主要工作

1.3.1 课题的主要内容

1.3.2 所涉及的主要问题及解决途径

第2章 谐波原理与技术背景

2.1 谐波的基本概念

2.2 谐波分析

2.3 本章小结

第3章 交交变频器的数学模型

3.1 交交变频器的工作原理

3.1.1 交交变频器基本原理

3.1.2 交交变频的结构

3.2 交交变频器的控制

3.2.1 环流控制原则

3.2.2 触发控制原则

3.2.3 输入输出特性

3.3 交交变频器数学分析

3.3.1 不考虑环流过程的数学模型

3.3.2 考虑环流过程的数学模型

3.4 交交变频器功率分析

3.5 交交变频器的非正弦信号截交法

3.5.1 输入控制调制信号为正弦波

3.5.2 输入控制调制信号为方波

3.5.3 输入控制调制信号为三角波

3.6 本章总结

第4章 交交变频器的谐波分析

4.1 交交变频器输出电压的数学模型和谐波分析

4.1.1 输出电压谐波系列

4.1.2 六脉冲交交变频器输出电压谐波分析

4.2 交交变频器输入电流的数学模型与谐波分析

4.3 本章小结

第5章 交交变频器仿真分析

5.1 仿真工具MATLAB

5.2 基本原理及控制策略

5.3 仿真模型的建立

5.4 单相交-交变频器谐波分析与仿真

5.4.1 单相交-交变频器谐波分析

5.4.2 仿真结果

5.4.3 变频器的特征谐波分析

5.4.4 结论

5.5 三相交-交变频器谐波分析与仿真

5.5.1 三相交-交变频器谐波分析

5.5.2 三相交-交变频器动态特性仿真研究

5.5.3 结论

5.6 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 对进一步研究工作的展望

参考文献

致谢

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摘要

随着变频器的日益广泛应用,变频器所造成的谐波而带来的问题也日益突出。由于使用开关器件,逆变器输出中存在着相当程度的谐波分量,这些谐波分量使得变换器及负载的损耗增加,设备使用寿命减少;谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电器设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,寿命缩短,甚至发生故障或烧毁;谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁;谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱;对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。因此对变频器的谐波进行分析和研究就显得尤为必要。
   本文主要以工程上常用的单相、三相六脉波交交变频器为例,由于交交变频器的控制实现比较困难,并且由它产生的谐波模式十分复杂,所以当前利用计算机仿真进行分析和研究是最为简便的方法。本文没有对变频器从控制方法上入手,而是重点对交交变频器的工作原理及产生谐波的机理进行了详细的分析,以余弦交截法为原理,引入开关函数,用谐波分析法对变频器输出电压和输入电流进行数学模型的建立,计算出主要谐波分量的幅值,通过MATLAB软件中的电力系统模块库对交交变频器进行了仿真。在无环流换相逻辑部分,为了简化仿真过程,还使用了MATLAB软件中的子系统。使用实时比较的新方法,不仅可以获得触发脉冲,还可以通过改变模型中的参数来获得任意频率和幅值下的低频波。对各种状况下的谐波特性进行比较系统的分析,通过对比得到了谐波变化的规律。依据对交交变频器输出波形结果的分析,验证了所建立模型的正确性。同时还对负载侧电流进行了傅立叶变换,得出了部分谐波的幅值和相位,从而分析了交交变频器谐波的分布规律及各种因数对交交变频器动态特性和谐波特性的影响。为滤波器的设计提供依据和理论参数

著录项

  • 作者

    刘富;

  • 作者单位

    东北大学;

  • 授予单位 东北大学;
  • 学科 电力系统及其自动化
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 褚恩辉;
  • 年度 2008
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TM465;
  • 关键词

    交交变频器; 谐波分析; 开关函数;

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