【正文】 諧波電流引起的冬季附加損耗和發(fā)熱可以折算成等值的基波負(fù)序電流來考慮。 集膚效應(yīng)使得定子繞組中的諧波電流的 分布也很不均勻。 對同步電機(jī)來說，定子繞組流過諧波電流后產(chǎn)生與諧波頻率相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出諧波電流。 諧波對旋轉(zhuǎn)電機(jī)和變壓器的危害 諧波對旋轉(zhuǎn)電機(jī)和變壓器的影響主要是引起附加損耗和過熱，其次是產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和諧波過電壓。因正常情況下中性線電流比各相電流小得多，因而設(shè)計(jì)時(shí)中性線的導(dǎo)線較細(xì)。流過電網(wǎng)中斷路器的電流里含有較大的諧波時(shí)，在電流過零點(diǎn)處的 di/dt 可能要比正常時(shí)大得多，從而使斷路器的開斷能力降低。 對于采用電纜的輸電系統(tǒng)，諧波除了引起附加損耗外，還可能使電壓波形出現(xiàn)尖峰從而加速電纜的老化，引起浸漬絕緣的局部放電，也使介質(zhì)的損耗增加和溫升增高，縮短了電纜的使用壽命。 諧波源在一些諧波頻率上吸收有功功率，在另一些頻率上向外發(fā)送有功功率。由于濾波而損壞的電氣設(shè)備中，電容器 約占 40%，其串聯(lián)電感器約占 30%。在工頻頻率下，這些電容器的容抗閉系統(tǒng)的感抗大得多，不會產(chǎn)生諧振。 （ 5）諧波會對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生于擾，輕者產(chǎn)生噪音，降低通信質(zhì)量：重者導(dǎo)致信息丟失，使通信系統(tǒng)無法正常工作。諧波對電機(jī)的影響除引起附加損耗外，還會產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過電壓，使變壓器 局部嚴(yán)重過熱。在電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用以前，人們對諧波及其危害就進(jìn)行過一些研 究，并有一定認(rèn)識，但那時(shí)諧波污染還不嚴(yán)重，沒有引起足夠的重視。 由于諧波電流源的諧波內(nèi)阻抗遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的諧波阻抗，故諧波電流源在電力系統(tǒng)中一般可按恒流源對待。 （ 2） 為了省原材料，鐵芯設(shè)備的工作點(diǎn)更進(jìn)入飽和區(qū)，引起諧波的增加。其非線性呈現(xiàn)電弧電壓與電弧電流之間不規(guī)則的、隨即變化的伏安特性。威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行（如繼 電保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)），增加電力系統(tǒng)的功率損耗（如線損）等，給系統(tǒng)（包括受其供電的線性用戶）帶來危害。 諧波的概述 隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)應(yīng)用中出現(xiàn)了越來越多的諧波源，并且對電力系統(tǒng)、供電系統(tǒng)產(chǎn)生了極大的危害。間諧波是指頻率不是工頻的整數(shù)倍的諧波分量，次諧波為頻率低于工頻基波頻率的分量，分?jǐn)?shù)諧波是頻率非基波頻率整數(shù)倍的分 量。由于諧波的頻率是基波頻率的整數(shù)倍數(shù)，也常稱之為高次諧波。近年來，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)和交通部門以及用電設(shè)備上的廣泛應(yīng)用，包括大功率整流在電氣化鐵道的應(yīng)用，電弧爐在煉鋼中的應(yīng)用等，使得諧波對電力設(shè)備、電力用戶和通信線路的有害影響已經(jīng)十分嚴(yán)重，世界許多國家包括我國在內(nèi)都已先后制定出相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)加以限制。但是僅繼續(xù)教育 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 用這兩個(gè)指標(biāo)來表征電能質(zhì)量是很不完善的。 （ 7） 冗余并聯(lián)工作模式研究。另外，還有用薄膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)超薄形磁性元件。但大信號分析方法尚未研究。分析方法簡單，物理概念清楚。 （ 1） 拓?fù)浞治黾澳Ｐ脱芯? 包括開關(guān)變換器拓?fù)浼捌湫再|(zhì)的研究和開關(guān)變換器拓?fù)涞膶ε挤治觯簩?ZCS、 ZVS 以及多諧振開關(guān)代替 PWM變換器 PWM開關(guān)，可得到一組準(zhǔn)諧振變換器。 繼續(xù)教育 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開關(guān)變換器是一種非線性離散系統(tǒng)。其中監(jiān)控、顯示及控制保護(hù)電路和通信界面電路，可以運(yùn)用數(shù)字化設(shè)計(jì)技巧簡化其電路，并解決原類比電路需要調(diào)整、具有溫漂及參數(shù)調(diào)整不易的缺欠。 （ 5）采用數(shù)字信號處理器（ DSP）的數(shù)字 PWM 技術(shù)，也是數(shù)字控制技術(shù)的核心，用于保證 UPS/EPS 輸出電壓的質(zhì)量，既保證輸出電壓、頻率和輸出電壓波形滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。過去，電源功率不大時(shí)，均是采用單一集中的供電方式。 EPS 電源的輸入端通常是二極管整流 電容濾波的組合電路，其輸入電流波形成脈沖狀，交流側(cè)功率因數(shù)只有 。 （ 1）高頻化 為縮小 電源體積、減輕重量、提高功率密度，并改善動(dòng)態(tài)性能， EPS 電源的工作頻率將進(jìn)一步提高，由現(xiàn)在的 200300KHz 提高到 MHz 以上。系統(tǒng)過流通常指由于短路而引起的過流，如果不及時(shí)保護(hù)，會造成器件損壞：系統(tǒng)的過載是區(qū)別于系統(tǒng)過流的，它允許系統(tǒng)短時(shí)間內(nèi)在一定范圍超過額定電流運(yùn)行，使系統(tǒng)具有抗短時(shí)沖擊電流的功能。當(dāng)溫度升高到一定程度時(shí)才使風(fēng)扇工作，溫度將到一定時(shí)風(fēng)扇停止工作，為避免出現(xiàn)振蕩，風(fēng)扇啟動(dòng)點(diǎn)和風(fēng)扇停止點(diǎn)之間需要設(shè)置滯環(huán)控制。因此，系統(tǒng)在運(yùn)行中應(yīng)時(shí)刻檢測反饋信號，確信信號丟失就封鎖輸出 。為保護(hù)蓄電池，在逆變器工作過程中必須對蓄電池電壓進(jìn)行監(jiān)控，設(shè)置蓄電池的欠壓保護(hù)點(diǎn)，但如果監(jiān)控點(diǎn)只是設(shè)為某一定值，則容易產(chǎn)生振蕩。與軟件保護(hù)相比，硬件保護(hù)會更加迅速及時(shí)，過流保護(hù)必須要由相應(yīng)的硬件保護(hù)電路來實(shí)現(xiàn)。以 IGBT 為例，由于擎住效應(yīng)，通過 IGBT 的電流過大會造成管子的損壞。當(dāng)需要電機(jī)負(fù)載工作時(shí)，送給變頻器激活信號（運(yùn)行信號、遠(yuǎn)程控制信號等），變頻器會立即輸出。 圖 混合型 EPS 結(jié)構(gòu)圖 （ 3）本課題中所用 EPS 主要涉及地鐵機(jī)車，故著重分析電機(jī)專用的變頻起動(dòng)類 EPS。當(dāng)然，對于 EPS 的接法不同，還可以把 EPS當(dāng)作二路電源、三路電源使用。允許通過信號頻率的范圍稱為通帶，不允許通過信號頻率的范圍稱為阻帶，通帶與阻帶交界的頻率稱為截止頻率。因此在逆變器輸出端應(yīng)該設(shè)置濾波器。一般采用 Buck 降壓電路，通過調(diào)整占空比，可以將較高的直流母線電壓降低到蓄電池允許的較低的充電電壓，實(shí)現(xiàn)對蓄電池的充電。與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比，在使用、維護(hù)和管理上有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)市電中斷時(shí)， EPS 將依靠儲存在蓄電池中的能量維持其逆變器的正常工作。 金屬化鎳氫電池具有高能量密度的優(yōu)點(diǎn)，而且又無鎳鎘電池可能造成的鎘污染，將其應(yīng)用于 UPS/EPS 可以收到小型輕量化的優(yōu)點(diǎn)，但它的缺點(diǎn)是售價(jià)太高。 安全閥的使用使蓄電池很少產(chǎn)生氣體，又可使已產(chǎn)生的氧氣被負(fù)極所吸收，使蓄電池?zé)o水的損失，達(dá)到了密封免維護(hù)的目的。其性能最終取決于它的電池，一旦電池失效，再好的 UPS/EPS 也無法提供不間斷供電。三相 SPWM 控制信號與三角載波相比較所得的控制信號分別控制三相 PWM 逆變器的三個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂的上下開關(guān)由一組互補(bǔ)的 PWM 信號控制導(dǎo)通、關(guān)閉，從而得到三相輸出電壓。根據(jù)沖量相等效果相同的原理，這樣的一系列的矩形脈沖與正弦半波是等效的，對于正 弦波的負(fù)半周，也可以用同樣的方法得到 PWM 波形。其中，沖量是指窄脈沖的面積，效果基本相同是指輸出相應(yīng)的波形基本相同。這樣就大大簡化了 EPS 電路結(jié)構(gòu)，很好的解決了傳統(tǒng) EPS 電路的缺陷，并且降低了成本。系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)狀況的不同工作于兩種模式：在電網(wǎng)正常的時(shí)候系統(tǒng)工作在并聯(lián)型有源濾波器（ PAPF）模式，電網(wǎng)通過靜態(tài)開關(guān)直接向負(fù)載供電，由雙向 PWM 變流器構(gòu)成的并聯(lián)型有源濾波器可以對非線性負(fù)載提供諧波和無功電流補(bǔ)償，因而在網(wǎng)側(cè)可以得到接近于正弦的電流和較高的功率因數(shù)。這充分體現(xiàn)了作為應(yīng)急電源 EPS 的主要特點(diǎn)就是配置靈活、使用方便，而且適用范圍廣、負(fù)載適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便、效率高。 第 2 章 EPS 電源簡介 繼續(xù)教育 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） EPS 目前被廣泛應(yīng)用于建筑電氣領(lǐng)域，消防領(lǐng)域以及其他特殊應(yīng)急供電場合，是近幾年才迅速發(fā)展起來的一個(gè)新興行業(yè)。第二級變換器件 DC/AC變換器也采取了特殊控制，并且可以達(dá)到 97%的效率。如果我們要把 EPS 應(yīng)用到擁有復(fù)雜而且精密的設(shè)備上（比如地鐵上的通信系統(tǒng)），由于地鐵機(jī)車擁有復(fù)雜而其精密的大型設(shè)備，因此相應(yīng)要求 EPS 所提供輸出的電源質(zhì)量和效率就要相當(dāng)高，這就對電源輸出電路的濾波技術(shù)產(chǎn)生了新的要求。本文中著重研究的 EPS 電源就是上述的這種優(yōu)秀應(yīng)急供電系統(tǒng)。但是供電的故障時(shí)常是突發(fā)的，即使再完善的電網(wǎng)設(shè)備，意外的斷電也在所難免。36 需要政府支持和決策的問 題 35 規(guī)劃報(bào)告的主要內(nèi)容 36 第 8 章 主要結(jié)論 36 提高供電企業(yè)效益 36 單位工程造價(jià) 36 小結(jié) 36 “ N1”校驗(yàn) 36 潮流計(jì)算 36 電氣計(jì)算結(jié)果 35 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃思路 9 短