多电平逆变器特定谐波消除技术的研究

发布时间：2020-04-06 20:43

【摘要】：多电平逆变器是中高压变频系统中的核心部分,具有输出电压高、能量转化效率高、电磁干扰少等优点,但是随着对逆变器效率、波形质量等的要求越来越高,对减少其产生谐波的研究有着重要的意义。大功率逆变器的应用所引起的谐波导致电网电能质量下降,设置有源电力滤波器(APF)解决谐波问题成本过高,采用特定谐波消除技术(SHEPWM)可通过计算将逆变调制波与谐波消除同时进行,且开关频率低损耗小、效率高,因此本文以二极管箝位型和级联型多电平逆变器为研究对象,讨论了特定谐波消除技术在其中的应用,对其进行理论研究和实验分析。针对特定谐波消除技术中现有算法的不足,本文将求解精度高且具有全局收敛性的蚁群优化算法引入到非线性消谐方程组的求解,对二极管箝位型三电平逆变器和级联七电平逆变器相电压进行傅里叶展开并根据其波形对称性,分别建立单双极性和阶梯波消谐模型得到一组非线性方程。准确求解方程组得出开关角度对功率开关进行控制,可在保证基波幅值的情况下消除指定低次谐波。首先搭建SHEPWM控制的二极管箝位式三电平逆变器仿真模型,将传统牛顿-拉夫逊迭代法结果和蚁群优化算法求解结果所得到的电压波形和频谱分析对比,可知蚁群优化算法不依赖初值并且全局收敛,可在保证基波幅值情况下消除指定低次谐波,而且开关角度消谐角度存在多解性,为实际应用中可行解的选择提供了参考性;其次,搭建SHEPWM控制的级联七电平逆变器,通过对其输出波形的频谱分析,指定低次谐波被消除,验证了蚁群优化算法求解非线性消谐方程组的有效性。最后搭建了二极管箝位型三电平逆变器实验平台,通过对实验系统调试和实验结果的分析,验证了蚁群优化算法在特定谐波消除技术中的可行性。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM464

【参考文献】

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本文编号：2617001