改进的白炽灯闪变仪模型研究

摘要

随着电力电子技术的飞速发展和各种电子装置应用的日益广泛，大量间谐波注入供电系统。间谐波产生电压波动和闪变，严重影响着电网的电能质量，该现象已逐渐引起社会的普遍关注。间谐波对电能用户最显著的危害是照明光源的闪变，一直受到工程界的广泛关注。大量事实和实验表明：间谐波电压会导致白炽灯发生非常明显的闪变效应，高频间谐波亦如此。随着人们对电能质量关注的与日俱增，电压闪变与间谐波之间的关系已成为热门的研究领域，但目前对于间谐波尚无公认的基于闪变的限制标准。
　　 目前国际上公认的评价电压闪变的仪器是IEC闪变仪，该闪变仪是基于白炽灯在波动负载造成的电压闪变情况设计的，能否正确评价由间谐波造成的电压闪变是一个值得研究的问题。论文针对IEC闪变仪对间谐波的适用性展开研究，分析了IEC闪变仪对输入信号的处理过程，得出IEC闪变仪不能很好地对间谐波造成的电压闪变进行评价的结论，并对其局限性进行了分析提出不足之处。这就迫切要求对IEC闪变仪作进一步改进，以使其适应当前闪变测量的需求。
　　 在白炽灯灯丝的动态热平衡方程和辐射发光原理基础上，本文建立了电压波动与白炽灯光通量波动之间的传递函数。通过分解IEC闪变仪模块的加权传递函数建立眼-脑传递函数，从而避免了对电压波动信号的解调，获得光通量波动信号与人眼视觉反应信号之间的对应关系。基于此，建立改进的白炽灯闪变仪仿真模型并建立实验装置，将含间谐波的电压信号由计算机声卡端口输出，经放大器放大以获得实验所需波动电压，物理实验证明了该改进模型的有效性。
　　 通过计算机仿真和物理实验证实了该模型不但能够有效评价调幅波电压信号引起的闪变，还能正确评价间谐波电压信号引起的闪变。改进模型弥补了IEC闪变仪的不足之处，成功实现了对间谐波电压闪变的正确测量，不仅在理论研究中具有参考价值，在工程实际应用方面也具有非常现实的实用意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1国内外现状

1.2研究意义

1.3论文的主要工作

2间谐波对正弦电压的影响分析

2.1电压波动和闪变

2.1.1电压波动

2.1.2闪交

2.2电压波动和闪变对用电设备的影响及限值

2.2.1电压波动和闪变对用电设备的影响分析

2.2.2电压波动和闪交限值

2.3间谐波特性分析

2.3.1间谐波概念

2.3.2间谐波来源及危害

2.3.3基于单个及一对间谐波的电压调制

2.4小结

3 IEC闪变仪工作机理及局限性分析

3.1IEC闪变仪的工作性能及仿真模型建立

3.1.1 IEC闪变仪工作性能分析

3.1.2IEC闪变仪模拟系统仿真

3.2 IEC闪变仪的局限性分析

3.3小结

4白炽灯闪变仪改进模型

4.1眼-脑对光闪变的响应

4.1.1白炽灯工作性能分析

4.1.2眼-脑传递函数

4.2间谐波电压信号下的白炽灯光通量波动特征

4.2.1白炽灯光通量的获取

4.2.2光通量波动信号包络波形

4.3改进模型的建立

4.3.1仿真模型的建立与实现

4.3.2改进模型的验证分析

4.3.3间谐波闪变曲线

4.4小结

5基于改进模型的实验验证

5.1物理模型设计方案

5.1.1虚拟信号发生器的设计

5.1.2实验所用仪器

5.1.3实验环境分析

5.1.4实验过程分析

5.2实验可行性分析

5.2.1理论分析

5.2.2波形分析

5.2.3闪变曲线对比分析

5.3小结

6结论与展望

6.1主要结论

6.2后续研究工作的展望

致 谢

参考文献

附 录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录