电子镇流器功率因数校正模块中FFT谐波检测算法研究

摘要

目前，各种电力电子装置的广泛应用使得公用电网的谐波污染日趋严重，如何最大限度地减小谐波危害，已是目前电力电子领域极为受关注的问题，各种谐波抑制、功率因数校正技术也相应发展起来。 当前各种谐波抑制和补偿模块的广泛应用已大大减小了各种电力电子设备引入电网的谐波，同时也提高了自身的功率因数。但是这些模块到底可以多大程度上滤除谐波，如何评价它的滤波效果都需要以谐波检测的结果作为衡量依据。 可见谐波检测对抑制谐波有着重要的指导作用，而解决这一问题的关键在于借助谐波分析方法定量地确定谐波成分。因此准确、实时的检测出电网中瞬态变化的畸变电流、电压，是众多国内外学者致力研究的目标。 本文首先概述了目前常用的几种谐波分析算法的实现原理和国内外谐波分析算法的研究、应用现状及存在的问题。随后对基于傅立叶变换理论的谐波分析算法进行了较为深入的分析与推导，并全面、系统地分析了该算法的误差因素影响。 通过仿真实验对电子镇流器中功率因数校正模块产生的输入电流信号进行特性分析，研究波形畸变与偶次和奇数次谐波含量的关系，并对畸变波形下实际采样方法的误差因素进行分析和研究。 为了针对输入电流信号受谐波影响发生波形畸变，以及采样方法存在较大误差的情况，在功率因数校正数字控制仿真平台的测量分析应用方案中能用某种快速、简单、测量误差较小的方法来实现对信号检测，本文提出了数值插值同步化检测算法，该算法从二次采样的同步化角度，对非同步采样数据作插值处理，具有数据计算量小、简单快速的特点，能保证在较高的采样频率下实时对数据进行处理并具有较高的精度；并在传统过零点检测法的基础上利用周期信号的自相关性对其改进，提高基波周期测定法的抗谐波性以提高精度。 对上述方法通过计算机仿真分析，给出谐波误差仿真的数据和频谱图。仿真实验结果表明本论文中所提出算法的准确度及实时性都能满足谐波检测的实际要求，具有一定的实用性。最后本文给出了应用该算法的检测分析系统的设计方案，并利用虚拟仪器技术编程实现。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书及同济大学学位论文原创性声明

第一章 绪论

第二章 基于傅立叶变换的谐波测量理论与方法

第三章 信号特性的仿真研究及其测量误差分析

第四章 基于数值插值的检测算法

第五章 基于仿真平台的检测分析子系统设计

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果