串联六重化交交变频器谐波抑制方法研究
发布时间：2021-09-30 10:35
变频器因其优越的性能,在交流调速领域起着至关重要的作用。其中交交变频器有着电能转换效率高、成本低等优点,但因其输出频率低导致其不适用于高转速的变频调速场合。为提高交交变频器输出频率,设计了一款称之为“串联六重化交交变频器”,可实现交交变频调速应用于大容量、高转速场合。为使该变频器投入实际应用,本文针对其谐波较大问题进行研究,设计了适用于该变频器的控制简单、成本低的谐波抑制方法,可降低该变频器的谐波含量以满足国家规定标准。首先在分析传统变频器各自优缺点的基础上,设计了串联六重化交交变频器,并详细阐述其采用的“跳相”变频原理思想以及六重化结构。根据原理结构运用MATLAB/Simulink平台搭建六重化交交变频器仿真模型,在未采取谐波抑制方法下对负载端电压、电流和网侧电流波形进行谐波仿真分析,为后文采用谐波抑制方法作对比。其次根据该变频器负载端输出电压波形进行傅里叶分析计算,得出谐波含量与晶闸管触发角之间的关系。经计算推导得出串联六重化最佳触发角组合,通过仿真分析验证最佳触发角组合对负载端电压、电流和网侧电流波形的谐波畸变率均有良好的抑制效果。并设计了该触发角组合与恒压频比调速控制兼容的方...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交-直-交变频电路原理图
湖北工业大学硕士学位论文7电网侧电流谐波含量较大，频谱分析比较复杂。由于以上优缺点，导致目前已有的交交变频器，主要应用于500kW以上的大容量、低转速的电机调速应用场合[14]。图2.2三相交交变频电路原理图3）矩阵变换器矩阵变换器也是一种直接变频器件，与交交变频的不同之处在于采用3×3的九个开关单元组成矩阵式变频电路，且控制方法也有所不同，是一种新型的变频技术。如图2.3（a）所示是矩阵式变频电路主电路，由九个开关单元组成。图2.3（b）是其中一个开关单元结构，由两个IGBT和两个二极管反向串联组成。矩阵变换器的优点在于：无直流环节，变频效率高，且输出频率范围广。缺点：采用IGBT作为开关管，且所需开关管个数较多，导致电路结构较为复杂，且成本较高。由于矩阵式变换器目前对其控制技术还不是很成熟，且输出电压偏低，导致其尚未得到大范围的应用[15]。图2.3矩阵式变频电路原理图
湖北工业大学硕士学位论文7电网侧电流谐波含量较大，频谱分析比较复杂。由于以上优缺点，导致目前已有的交交变频器，主要应用于500kW以上的大容量、低转速的电机调速应用场合[14]。图2.2三相交交变频电路原理图3）矩阵变换器矩阵变换器也是一种直接变频器件，与交交变频的不同之处在于采用3×3的九个开关单元组成矩阵式变频电路，且控制方法也有所不同，是一种新型的变频技术。如图2.3（a）所示是矩阵式变频电路主电路，由九个开关单元组成。图2.3（b）是其中一个开关单元结构，由两个IGBT和两个二极管反向串联组成。矩阵变换器的优点在于：无直流环节，变频效率高，且输出频率范围广。缺点：采用IGBT作为开关管，且所需开关管个数较多，导致电路结构较为复杂，且成本较高。由于矩阵式变换器目前对其控制技术还不是很成熟，且输出电压偏低，导致其尚未得到大范围的应用[15]。图2.3矩阵式变频电路原理图
【参考文献】：
期刊论文
[1]“跳相”思想在三重化交交变频电路中的运用[J]. 许正望,易宇纯,张家瑞,陈铖,梅威,虞家奇. 科学技术与工程. 2018(33)
[2]多相电机控制驱动技术研究综述[J]. 刘自程,李永东,郑泽东. 电工技术学报. 2017(24)
[3]用于多脉波整流的直线式移相变压器[J]. 孙盼,赵镜红,熊欣,吴旭升,高嵬. 电工技术学报. 2017(S1)
[4]一种三重化三相桥式全控整流电路的研究[J]. 汪满,许正望,吴铁洲. 电气应用. 2015(12)
[5]大型同步电机交交变频调速系统对电网的谐波影响分析[J]. 王继忠,李江昀. 电子学报. 2014(05)
[6]变频器谐波干扰及其防治措施研究[J]. 殷佳琳,张斌,秦敏. 控制工程. 2013(06)
[7]交-交变频器固定点换流策略的研究[J]. 崔永红,杜庆楠,李玉东. 煤矿机电. 2013(05)
[8]变频器谐波干扰的分析与对策[J]. 王立群,陈健. 华东电力. 2013(08)
[9]变频器谐波的危害及防治[J]. 何钦,张志山. 电机与控制应用. 2012(11)
[10]用于多重化逆变的移相变压器[J]. 王铁军,饶翔,姜小弋,方芳. 电工技术学报. 2012(06)
硕士论文
[1]串联三重化交交变频器的研究[D]. 汪满.湖北工业大学 2016
[2]六脉波双变量交交变频调速系统最佳压频比控制策略研究[D]. 陈鑫.河南理工大学 2015
[3]交—直—交变频器的谐波分析与研究[D]. 卢杰.西安科技大学 2014
[4]四象限变频器矢量控制系统研究[D]. 汪永茂.华中科技大学 2013
[5]基于有源平衡电抗器的低谐波12脉波整流系统研究[D]. 朱屹.哈尔滨工业大学 2011
[6]六脉波双变量交—交变频器谐波抑制方法的研究[D]. 刘斌.河南理工大学 2009
[7]三相交流斩波调压及其谐波消除技术研究[D]. 吴宝刚.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3415686
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
交-直-交变频电路原理图
湖北工业大学硕士学位论文7电网侧电流谐波含量较大，频谱分析比较复杂。由于以上优缺点，导致目前已有的交交变频器，主要应用于500kW以上的大容量、低转速的电机调速应用场合[14]。图2.2三相交交变频电路原理图3）矩阵变换器矩阵变换器也是一种直接变频器件，与交交变频的不同之处在于采用3×3的九个开关单元组成矩阵式变频电路，且控制方法也有所不同，是一种新型的变频技术。如图2.3（a）所示是矩阵式变频电路主电路，由九个开关单元组成。图2.3（b）是其中一个开关单元结构，由两个IGBT和两个二极管反向串联组成。矩阵变换器的优点在于：无直流环节，变频效率高，且输出频率范围广。缺点：采用IGBT作为开关管，且所需开关管个数较多，导致电路结构较为复杂，且成本较高。由于矩阵式变换器目前对其控制技术还不是很成熟，且输出电压偏低，导致其尚未得到大范围的应用[15]。图2.3矩阵式变频电路原理图
湖北工业大学硕士学位论文7电网侧电流谐波含量较大，频谱分析比较复杂。由于以上优缺点，导致目前已有的交交变频器，主要应用于500kW以上的大容量、低转速的电机调速应用场合[14]。图2.2三相交交变频电路原理图3）矩阵变换器矩阵变换器也是一种直接变频器件，与交交变频的不同之处在于采用3×3的九个开关单元组成矩阵式变频电路，且控制方法也有所不同，是一种新型的变频技术。如图2.3（a）所示是矩阵式变频电路主电路，由九个开关单元组成。图2.3（b）是其中一个开关单元结构，由两个IGBT和两个二极管反向串联组成。矩阵变换器的优点在于：无直流环节，变频效率高，且输出频率范围广。缺点：采用IGBT作为开关管，且所需开关管个数较多，导致电路结构较为复杂，且成本较高。由于矩阵式变换器目前对其控制技术还不是很成熟，且输出电压偏低，导致其尚未得到大范围的应用[15]。图2.3矩阵式变频电路原理图
【参考文献】：
期刊论文
[1]“跳相”思想在三重化交交变频电路中的运用[J]. 许正望,易宇纯,张家瑞,陈铖,梅威,虞家奇. 科学技术与工程. 2018(33)
[2]多相电机控制驱动技术研究综述[J]. 刘自程,李永东,郑泽东. 电工技术学报. 2017(24)
[3]用于多脉波整流的直线式移相变压器[J]. 孙盼,赵镜红,熊欣,吴旭升,高嵬. 电工技术学报. 2017(S1)
[4]一种三重化三相桥式全控整流电路的研究[J]. 汪满,许正望,吴铁洲. 电气应用. 2015(12)
[5]大型同步电机交交变频调速系统对电网的谐波影响分析[J]. 王继忠,李江昀. 电子学报. 2014(05)
[6]变频器谐波干扰及其防治措施研究[J]. 殷佳琳,张斌,秦敏. 控制工程. 2013(06)
[7]交-交变频器固定点换流策略的研究[J]. 崔永红,杜庆楠,李玉东. 煤矿机电. 2013(05)
[8]变频器谐波干扰的分析与对策[J]. 王立群,陈健. 华东电力. 2013(08)
[9]变频器谐波的危害及防治[J]. 何钦,张志山. 电机与控制应用. 2012(11)
[10]用于多重化逆变的移相变压器[J]. 王铁军,饶翔,姜小弋,方芳. 电工技术学报. 2012(06)
硕士论文
[1]串联三重化交交变频器的研究[D]. 汪满.湖北工业大学 2016
[2]六脉波双变量交交变频调速系统最佳压频比控制策略研究[D]. 陈鑫.河南理工大学 2015
[3]交—直—交变频器的谐波分析与研究[D]. 卢杰.西安科技大学 2014
[4]四象限变频器矢量控制系统研究[D]. 汪永茂.华中科技大学 2013
[5]基于有源平衡电抗器的低谐波12脉波整流系统研究[D]. 朱屹.哈尔滨工业大学 2011
[6]六脉波双变量交—交变频器谐波抑制方法的研究[D]. 刘斌.河南理工大学 2009
[7]三相交流斩波调压及其谐波消除技术研究[D]. 吴宝刚.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3415686
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