PWM逆变器谐波分析及特定消谐法研究

发布时间：2017-08-19 18:05

  本文关键词：PWM逆变器谐波分析及特定消谐法研究

  更多相关文章： 单小波 多小波 逆变器 SHEPWM技术 吴方法 小波变换

【摘要】：随着工业和电力电子技术的飞速发展,电网越来越成为人们生活中必不可少的一部分。但是,电网中众多的电力电子器件,变频装置等是重要的谐波源。它们会给电力系统造成重大的谐波污染。电力谐波的干扰会导致电气设备的异常、输电线路绝缘老化、继电保护误动作以及供电质量变差。所以,谐波的抑制与消除是我们必须要采取措施去解决的重大问题。高质量地消除谐波污染迫在眉睫,抑制电网谐波最关紧要的部分就是要检测出电网中构成谐波的物质有哪些。除去电网谐波,可以采用特定谐波消除法(SHEPWM),它是PWM技术的类型之一,它最大的特征在于可以去掉特定次数的谐波。文章在对各种PWM控制逆变器输出电压谐波分析的基础上,深入研究和探讨了特定谐波消除法。在SHEPWM中,SHEPWM的开关角可以根据傅里叶变换后的SHEPWM非线性模型求出,然而因为傅里叶变换无时间和频率定位作用,所以SHEPWM非线性模型的解不是唯一的。由于小波分析可以实现时间与频率定位,所以小波分析涉及到我们生产生活的各个方面,包括信号处理、数值分析、地震勘测等。同时在逆变器调制中也大量采用了小波技术。本文的主要研究内容如下:(1)利用已知的三相单极性和双极性逆变器SHEPWM的非线性模型,采取吴方法计算出三相单极性和双极性逆变器在SHEPWM的开关角为K=3和K=4时的值,证明SHEPWM的解不是唯一的。(2)通过研究单小波谐波的检测方法,建立电力系统谐波信号模型体系,使用MATLAB软件做仿真实验。从仿真的结果可以看出仅仅采用单小波检测谐波电流的方式,会有间断的和不均匀的缺点。(3)为了避免单小波在谐波检测中的缺点,继续研究了多小波的谐波检测途径,同样先建立电力系统谐波信号模型体系,使用MATLAB软件做仿真实验,结果表明在电力系统谐波检测中多小波去除谐波的效果和检测的准确性比单小波要好很多。滤波效果比单小波更好。但是这两者仍然不能明显地检测出构成谐波的物质,也不能达到要求的效果。为了达到课题所需的要求,继续对傅里叶变换法去进一步探索,最后采用将多小波与傅里叶变换联合起来的方法即多小波-傅里叶法检测谐波,然后用MATLAB软件仿真,发现这种方式可以高效地显示出构成谐波的物质,能达到课题所需的要求。(4)选取小波调制技术做逆变器的脉宽调制实验,使用MATLAB软件仿真,显示出其具有相对较小的谐波畸变率。(5)对比单相三相逆变器小波调制的输出电压波形与单相三相单极性的SHEPWM的谐波畸变率,得出如下结论:逆变器小波调制这种方式的特点是算法不复杂并且容易实现、谐波含量相对较小及波形唯一。
【关键词】：单小波 多小波 逆变器 SHEPWM技术 吴方法 小波变换
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464
【目录】：

• 中文摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 脉宽调制技术发展及分类10-12
• 1.2 特定消谐PWM技术及其求解方式12-14
• 1.2.1 特定谐波消除PWM技术12
• 1.2.2 特定谐波消除PWM技术求解方式12-14
• 1.3 小波理论的概述14-15
• 1.3.1 小波理论的发展历史14-15
• 1.3.2 小波调制15
• 1.4 本文的主要研究内容15-16
• 第二章 电压型逆变电路及其谐波研究16-28
• 2.1 逆变电源的基本结构16-18
• 2.1.1 逆变电源的基本电路16-18
• 2.1.2 逆变电源的控制电路18
• 2.2 整流部分输出电压18-19
• 2.3 逆变部分输出电压谐波19-26
• 2.3.1 单相逆变器双极性SPWM调制20-23
• 2.3.2 单相逆变器倍频SPWM调制23-24
• 2.3.3 三相PWM电路24-26
• 2.4 本章小结26-28
• 第三章 特定消谐技术及解法的研究28-43
• 3.1 三相逆变器特定消谐非线性模型28-30
• 3.1.1 三相单极性特定消谐非线性模型28-29
• 3.1.2 三相双极性特定消谐非线性模型29-30
• 3.2 吴方法求解特定消谐模型30-33
• 3.2.1 对称多项式的概念及转化30-31
• 3.2.2 吴方法的性质及求解其非线性模型的步骤31-32
• 3.2.3 消谐多项式方程组的优化求解32-33
• 3.3 三相单极性K=3 时SHEPWM非线性模型求解33-38
• 3.3.1 k=3 单极性非线性模型及其化简33-34
• 3.3.2 用对称的多项式理论降低其次幂34-35
• 3.3.3 用吴方法及置换法求解消谐多项式组35-36
• 3.3.4 消谐多项式方程组的求解流程：36-38
• 3.4 三相单极性K=4 时SHEPWM非线性模型求解38-42
• 3.4.1 K=4 单极性非线性模型及其化简38-39
• 3.4.2 用对称的多项式理论降低其次幂39-42
• 3.4.3 仿真结果分析42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 逆变器小波调制的原理43-53
• 4.1 逆变器小波调制43-46
• 4.1.1 多分辨小波调制技术43-45
• 4.1.2 基于Haar小波的检测与分析45-46
• 4.2 逆变器小波调制的实现46-51
• 4.2.1 单相逆变器小波调制技术的实现46-49
• 4.2.2 三相逆变器小波调制技术的实现49-51
• 4.3 本章小结51-53
• 第五章 特定消谐法与小波调制仿真分析比较53-58
• 5.1 三相单极性SHEPWM与小波调制的比较53-56
• 5.2 结果分析56
• 5.3 本章小结56-58
• 第六章 结论与展望58-60
• 6.1 工作总结58
• 6.2 工作展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 附录65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文目录66-67

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