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简述发电机进行谐波的解除

本文对交交变频器输出的电压波形进行了研究,分析了电压波形的特点,找出了谐波规律,以有源滤波器为基础,提出了一种新的谐波消除方法――谐波同步消除法,并对该方法的滤波效果通过软件仿真进行了验证。

  利用仿真软件对不同输出频率、幅值电压中的大量锯齿波进行分析和比较。和给出了具有一定代表性的仿真结果。给出的是输出频率为5Hz时,在理想输出电压波形的波峰处对应的一个锯齿波uf,以及在理想输出电压波形过零点处对应的一个锯齿波ul的部分谐波的分析结果。给出了在输出频率分别为0Hz和3Hz时的电压波形中分别任意选取一个锯齿波u0和u3的部分谐波的分析结果。

  从和中的数据可以看出,无论变频器输出电压的幅值、频率、相位如何变化,处于不同时刻、不同频率、幅值和相位的输出电压波形中的锯齿波它们所含有的谐波成分基本相同,并且同一次谐波的相位和幅值百分比也基本相等。当交交变频器在额定范围内工作时(c)中的电压波形的CD段始终位于BE范围内),变频器输出电压中含有的一系列锯齿波u的幅值相差不是很大,在计算过程中可以取固定值代替,后面的仿真结果表明幅值取定值后,仍可取得好的滤波效果。

  利用变频器输出频率为5Hz时的数据计算出来的。在仿真过程中,变频器的输出随着原动机转速的改变而自动调节,下面的仿真结果是在动态调节结束后,发电机稳定输出时得到的。为变频器输出频率f=5Hz时,滤波前后的电压仿真波形。

  从以上给出的仿真结果和谐波分析的比较中可以看出,使用谐波同步消除法控制谐波电源,可以有效地改善交交变频器的输出波形,大幅度地消除或减少由于晶闸管的切换导致的谐波影响,进一步满足交流励磁变速恒频发电机对励磁装置的要求。

  给出了在励磁电流频率为1Hz,发电机稳定运行时,滤波前后输出电压仿真波形,从波形的比较中可以看出,使用谐波同步消除法滤波后,发电机输出电压波形中的畸变明显减少,谐波含量大幅度降低,详细的谐波分析结果如和所示。

  关于电能质量和公用电网谐波的相关规定,由表3的数据可算出,采用6脉冲波到交交变频器励磁和谐波同步消除法的交流励磁变速恒频发电机输出电压的电压总谐波畸变率为THD7.13%u=而没有采取任何滤波措施时,发电机输出电压的电压总谐波畸。由仿真分析的结果可以明显看出,本文所提出的谐波同步消除法可以有效的提高交流励磁变速恒频发电机输出电能的质量,使其进一步满足电网的实际需求。

  结论谐波同步消除法是针对交流励磁变速恒频发电机的励磁装置而言的,并且励磁装置应为采用余弦交点法控制的交交变频器。由于余弦交点法在使用的过程中可以提前计算出每一个晶闸管的导通时刻和导通时间,在此基础之上,谐波同步消除法才能得以实现。通过原理阐述和仿真分析,可以总结出谐波同步消除法具有以下特点:可有效地减少交交变频器输出电压中频率为300Hz以上的谐波,即发电机输出电压中的7次以上的谐波。算法简单,特别是在使用简化后的公式计算时,不需要任何的谐波分析和计算过程,但仍然可以取得明显的滤波效果。

 

 
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