高压大功率变频器谐波分析

摘要

随着用电容量的不断增加，为了减少线路损耗，我国以及欧美发达国家，都将配电电压等级向更高方向发展，国内将会逐步形成l0kV主配电回路并相应配置10kV等级的高压交流电机的主流趋势。因此，高压大容量变频器主电路的拓扑结构以及输入输出谐波抑制技术成为了世界各国相关行业竞相关注的热点问题。
　　国内外学者以降低输入谐波与输出谐波为目标，对大功率变频器的拓扑结构和控制方法开展了比较深入的研究。到目前为止，大功率变频技术还没有形成统一的结构和控制方案，各种方案的结构、原理和输入输出谐波频谱也不尽相同。
　　论文介绍了高压大功率变频器的拓扑结构，分析了各种拓扑的结构、工作方式和特点；以多脉动整流技术为对象，研究了高功率变频器输入级即整流电路的谐波抑制方法，深入分析了网侧电流谐波；对变频器输出端的几种拓扑，包括变压器耦合输出型、多电平型和多重化型逆变器等进行了研究，并全面分析了逆变器的输出谐波，给出了各种逆变电路在不安装其它滤波环节的情况下的谐波含量。
　　论文将目前几种有代表性的高压大功率变频器的输入输出谐波与IEEE-519标准进行了比较，指出了各种变频器的谐波特点，为工程应用中高功率变频技术方案的选择提供了重要的参考依据。

目录

高压大功率变频器谐波分析

ANALYSIS OF THE HARMONICS OF HIGH POWER FREQUENCY CONVERTERS

摘 要

Abstract

目 录

绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 电网谐波的产生机理及其影响

1.2.1 谐波及谐波来源

1.2.2 电力电子装置产生的谐波

1.2.3 谐波的影响

1.3 谐波抑制标准

1.3.1 IEC1000-3-2简介

1.3.2 IEC1000-3-4简介

1.3.3 IEEE-519简介

1.4 高压变频器谐波抑制技术的研究现状

1.5 主要研究内容

第2章 高压变频器对电网和电动机的影响

2.1 高压变频器对电网的影响

2.1.1 高压变频器对电网的谐波污染

2.1.2 高压变频器的输入功率因数

2.2 高压变频器对电动机的影响

2.2.1 输出谐波对电动机的影响

2.2.2 输出du/dt对电动机的影响

2.2.3 共模电压和轴电流对电动机的影响

2.3 本章小结

第3章 高压变频器典型拓扑结构

3.1 “高低高”型变频器

3.2 功率器件串联型变频器

3.3 多重化变频器

3.3.1 单元串联多重化型变频器

3.3.2 变压器耦合输出型变频器

3.4 多电平变频器

3.4.1 二极管钳位式多电平逆变器

3.4.2 飞跨电容式多电平逆变器

3.5 本章小结

第4章 多脉动整流电路输入谐波分析

4.1 多脉动整流电路的拓扑

4.2 多脉动整流抑制输入谐波的基本原理

4.3 输入谐波分析

4.3.1 6脉动整流电路产生的谐波电流

4.3.2 多脉动整流产生的谐波电流

4.4 多脉动整流输入谐波的仿真分析

4.5 本章小结

第5章 高压变频器输出谐波分析

5.1 变压器耦合输出型逆变器

5.1.1 变压器耦合输出型逆变器谐波抑制方法分析

5.1.2 变压器耦合输出型逆变器的仿真分析

5.2 多电平逆变器

5.2.1 多电平逆变器谐波抑制方法分析

5.2.2 多电平逆变器仿真分析

5.3 多重化逆变器

5.3.1 多重化逆变器谐波抑制方法分析

5.3.2 多重化逆变器仿真分析[50,51]

5.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢