可变电抗器建模与仿真

摘要

随着现代工业的发展，电力系统的系统稳定，电能质量越来越重要。可变电抗器作为电抗器的一个重要分支，用于电压控制和无功补偿，可以提高系统稳定和改善电能质量。可变电抗器在电机起动等冲击电流场合有抑制电压波动的作用，还可以应用在配电网的静止无功补偿中，其应用范围相当广泛。基于功率变换的可变电抗器是由可变电抗变换器和电力电子功率变换器两部分组成，它在传统电抗器中引入二次线圈，其二次线圈与电力电子功率变换器连接，通过智能控制器控制电力电子功率变换器。当改变可变电抗变换器二次侧的阻抗时，就可改变可变电抗变换器的一次侧阻抗，从而实现可变电抗器的阻抗改变。如何能实现可变电抗的连续可变，需要研究可变电抗器的构成和其拓扑结构，从数学建模的角度分析可变电抗的原理，通过仿真研究得出阻抗变换和谐波分析两方面的仿真数据和仿真曲线，验证可变电抗器原理的正确性和有效性。 本文主要介绍了晶闸管式（SCR式）可变电抗器和IGBT式可变电抗器的组成结构，阐述了晶闸管式的可变电抗器和IGBT式可变电抗器的原理，分析了可变电抗器的工作模型，得出了单相及三相可变电抗器的拓扑结构，并推导出晶闸管式可变电抗器和IGBT式可变电抗器的阻抗变化公式。构建了SCR式可变电抗器和IGBT式可变电抗器仿真模型，进行了仿真，并得出了大量的仿真数据和仿真曲线。仿真结果验证了可变电抗器的阻抗变换机理的正确性，同时从仿真曲线可以看出，调节晶闸管导通角和改变IGBT调制比可以实现可变电抗器阻抗值的改变。在可变电抗器的谐波分析仿真中可以看出晶闸管式可变电抗器和IGBT式可变电抗器都存在一定的谐波，而IGBT式可变电抗器的谐波相比而言要小。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景及科学意义

1.2国内外相关技术的研究现状与发展趋势

1.2.1可变电抗器的研究现状与发展趋势

1.2.2电力电子器件的发展趋势

1.2.3仿真软件研究现状

1.3论文的主要研究内容

第2章 可变电抗原理与拓扑结构研究

2.1可变电抗器结构

2.2可变电抗器原理

2.3可变电抗器拓扑结构

2.3.1 SCR式可变电抗器拓扑结构

2.3.2 IGBT式可变电抗器拓扑结构

2.4本章小结

第3章 可变电抗器建模与仿真程序设计

3.1单相SCR式可变电抗器建模与仿真程序

3.2三相SCR式可变电抗器建模与仿真程序

3.3 IGBT式可变电抗器建模与仿真程序

3.4本章小结

第4章 可变电抗器仿真与谐波分析

4.1单相SCR式可变电抗器阻抗变换仿真

4.1.1阻性负载仿真

4.1.2感性负载仿真

4.1.3阻感性负载仿真

4.2三相SCR式可变电抗器阻抗变换仿真

4.2.1阻性负载仿真

4.2.2感性负载仿真

4.2.3阻感性负载仿真

4.3 IGBT式可变电抗器阻抗变换仿真

4.3.1阻性负载仿真

4.3.2感性负载仿真

4.4可变电抗器谐波分析

4.4.1 SCR式可变电抗器的谐波分析仿真

4.4.2 IGBT式可变电抗器的谐波分析仿真

4.5本章小结

第5章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢