【正文】 ...................................................................................................................................... II 目 錄 ...................................................................................................................................III 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 論文背景與意義 ......................................................................................................... 1 論文研究現(xiàn)狀 ............................................................................................................. 1 論文的研究?jī)?nèi)容與目標(biāo) ............................................................................................. 1 2 電力電子裝置諧波電流的理論分析 .................................................................................... 2 諧波概述 ..................................................................................................................... 2 電力電子裝置諧波電流分析 ..................................................................................... 3 忽略換相過(guò)程的情形 ...................................................................................... 3 計(jì)及換相過(guò)程的情形 ...................................................................................... 9 計(jì)及直流側(cè)電流脈動(dòng)時(shí)的情形 .................................................................... 12 3 電力電子裝置諧波電流的仿真分析 .................................................................................. 15 單相橋式整流電路的仿真 ....................................................................................... 15 單相橋式全控整流電路 ................................................................................ 15 單相橋式半控整流電路 ................................................................................ 16 三相橋式整流電路的仿真 ....................................................................................... 18 三相橋式全控整流電路 ................................................................................ 18 三相橋式半控整流電路 ................................................................................ 19 GUI 界面 ................................................................................................................... 21 結(jié) 論 .................................................................................................................................. 23 致 謝 .................................................................................................................................. 24 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 25 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 論文 背景與意義 一個(gè)理想的電力系統(tǒng)是以單一恒定頻率與規(guī)定幅值的穩(wěn)定的電壓供電 [1]。最初是考慮換相過(guò)程的影響，后來(lái)是計(jì)及直流側(cè)電流脈動(dòng)的情況，一直到將換相過(guò)程和電流脈動(dòng)一起考慮，精確度越來(lái)越高。這對(duì)于評(píng)估某電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的危害和負(fù)擔(dān)、判斷是否需要設(shè)置補(bǔ)償裝置，以及補(bǔ)償裝置的具體設(shè)計(jì)都是非常重要的。對(duì)于周期為 T=360? /?的非正弦電 壓 ()ut? ，一般滿(mǎn)足狄里赫利條件， 可 分解 如下形式的傅立 葉級(jí)數(shù) ： 0 1( ) ( c o s s i n )nnnu t a a n t b n t? ? ???? ? ?? () 其中， 2π001 ( )d ( )2πa u t t??? ? 2 π01 ( ) c o s d ( )πna u t n t t? ? ?? ? 2 π01 ( ) s in d ( )πnb u t n t t? ? ?? ? n=1,2,3??? 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 或 0 1( ) s i n ( )nnnu t a c n t? ? ???? ? ?? () 其中， 22n n nc a b?? arcta n( / )n n nab? ? 在式 或式 的 表示的 傅立 葉級(jí)數(shù)中，頻率與工頻相同的分量稱(chēng)為基波，頻率為基波頻率大于 1 整數(shù)倍的分量稱(chēng)為諧波，諧波次數(shù)為諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比。 忽略換相過(guò)程的情形 (1) 單相橋式整流電路 ① 全控整流電路 忽略換相過(guò)程 和直流側(cè)電流脈動(dòng)，即假設(shè)交流側(cè)電抗為零，而直流電感為無(wú)窮大，則 單相 橋式 全控整流電路在阻感負(fù)載時(shí)的電路如圖 (a)所示。 該 電路 是由 晶閘管和二極管組成的， 它實(shí)際上是將單相 橋式 全控整流電路下面兩個(gè)橋臂的 晶閘管 換成了二極管。 i+id LdRe V T 1V T 3V D 2 V D 4ab Ou?OiIdId?t (a) 電路 (b) 波形 圖 單相半控整流電路及相應(yīng)波形 將圖 (b)所示的電流 i 分解為傅立 葉級(jí)數(shù)，可得： d1 , 3, 5 , 1 , 3, 5 ,22 1 c o s s i n ( ) 2 s i n ( )π n n nnnIi n n t I n tn ? ? ? ? ???? ??? ? ???? ? ? ? ??? () 其中， d2 1 co sπn IInn ??? () s ina r c ta n ( ) ( 1 , 3 , 5 , )1 c o sn n nn?? ??? ? ???? 根據(jù)式 可得電流基波和各次諧波有效值分別為： d1d2 1 c o sπ2 1 c o s ( 1 , 3 , 5 , )πnIIII n nn??? ?????? ? ? ? ????? () 在式 中，令 ? =0? ，代入可得： d22πnIIn? ( 1,3,5, )n? ??? () 式 與 式 完全相同，說(shuō)明在 ? =0? 時(shí)，單相 橋式 半控與全控整流 電路 工作原理 相同 ， 是互為等效電路的。 iaid LdR0eaebec 圖 三相 全控整流電路 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ? ?udea bea ceb ceb aec aec bea bea cO? tOiaIdπ6? t 圖 三相橋式全控整流 電路的電壓 及 電流 波形 以 a 相電流為例，將圖 所示所示的電流 ia 分解為傅立 葉級(jí)數(shù)，可得： addd611 , 2 , 3 ,1611 , 2 , 3 ,2 3 1 1 1 1= s in s in 5 s in 7 s in 1 1 + s in 1 3π 5 7 1 1 1 32 3 2 3 1= s in ( ) s inπ π2 s in ( ) 2 s inknkkknnkki I t t t t tI t I n tnI t I n t? ? ? ? ????????? ??????? ?????? ? ? ? ????????????11 () 若以 a 相電壓過(guò)零點(diǎn)為時(shí)間零點(diǎn)，則有： ad2 3 1 1= s i n ( ) s i n 5 ( ) s i n 7( )π 57i I t t t? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ??????? () 根據(jù) 式 和 式 可得出，不論時(shí)間原點(diǎn)的位置取在哪里，因?yàn)椴ㄐ挝醋儯曰ê透鞔沃C波的幅值也不變，只是如果時(shí)間原點(diǎn)左移了 ? 角，則基波初相角減少了? ，各次諧波分量的初相角減少了 n? 。接入續(xù)流二極管后，當(dāng) ? ? 60?，輸出電壓波形連續(xù)，續(xù)流二極管不工作，分析與沒(méi)有續(xù)流二極管 時(shí) 相同，整流電壓與直流側(cè)電流波形如圖 (a)所示。 除 含有 61k? 次的特征諧波外，電流中還含有 62k? 的非特征諧波。 經(jīng)過(guò)以上分析計(jì)算