原创《电力电子谐波抑制措施归纳》：这篇电力电子论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
摘 要：电力电子技术在为人类带来各种好处的同时,也存在着谐波危害.文章归纳了多种谐波抑制的措施,并对其进行了分析和探讨.希望能够对今后谐波抑制的研究起到抛砖引玉的作用.
关键词：谐波；多重化；脉宽调制；滤波器；无功补偿
中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0111-02
近年来,电力电子技术飞速发展,越来越多的电力电子装置被研发并且广泛应用在电力系统、工业生产、交通运输、节能环保、家庭等众多领域.电力电子技术已经成为国民经济建设和社会生活建设中不可缺少的技术之一.然而,在电力电子技术带给人们便利的同时,也带来了谐波问题.
根据文献[1]谐波会对各种用电设备产生不利影响,使其不能正常工作.还会对电网造成污染,引起电网中局部的并联谐振和串联谐振,使原本较小的谐波放大,影响电网的供电质量,甚至发生严重的事故等.总之,谐波的危害不容小觑.因此,对电力电子装置所产生的谐波的抑制技术是十分重要的,现对电力电子技术中的几种有效的谐波抑制措施作以下探讨和分析.
1 削弱谐波源法
电力电子器件是主要的谐波源,改进电力电子装置就是从源头降低谐波含量,从而降低注入电网的谐波含量,改善供电质量.如果电力电子器件产生极其微弱的谐波或者不产生谐波,那么对谐波补偿装置的要求会随之降低,甚至不再需要谐波补偿装置,这样就会大大节省谐波补偿方面所需的人力和物力.
1.1 多重化电路法
此方法适用于减少整流和逆变电路中的谐波.
1.1.1 多重化整流电路
对于整流电路来说,将几个整流电路多重化联结可以减少交流侧输入电流谐波.此方法的关键是利用变压器二次侧绕组的不同接法,使二次绕组产生移相.例如：根据文献[1]使两组三项交流电源间相位错开30 °,从而使输出整流电压ud在每个交流电源周期中脉动12次,故该电路为12脉波整流电路.同理,若使三组交流电源移相20 °,则整流电压ud在每个电源周期内脉动18次,构成18脉波整流电路.
以此类推,随着整流电压在每个交流电源周期中脉动次数的增加,交流侧输入电流中的谐波含量减少.
1.1.2 多重化逆变电路
对于逆变电路来说,多重化电路法的特点是按照一定的相位差,将若干个逆变电路的输出组合起来（组合的方式可以是串联,也可以是并联,串联方式多用于电压型逆变电路,并联方式多用于电流型逆变电路）,使它们各自输出中所含有的部分谐波分量通过相位差相互抵消.
1.2 多电平逆变器法
最早出现的是两电平逆变器,1981年三电平逆变器被日本长冈大学教授Nabae A.等人提出,三电平逆变器输出的谐波可大大少于两电平逆变器输出的谐波.随后随着级联数目的增加,输出电压或电流的电平数增加,从而使得输出电压或电流中的谐波含量减小.
多电平逆变电路的相电压可以输出多种电平,使其波形更加接近正弦波.多电平逆变电路有中点钳位型逆变电路、飞跨电容型逆变电路和单元串联多电平逆变电路等.其中飞跨电容型逆变电路由于较难控制且电容使用数目较多,使用得较少.中点钳位型逆变电路和单元串联多电平逆变电路和多重化逆变电路的消谐机理类似.现以单元串联多电平逆变电路为例,介绍多电平电路对谐波的抑制作用以及优缺点.
1.3 三相整流变压器采用Y,d或D,y的接线方式
此种方法可以抑制3的倍数次的高次谐波,也可以作为隔离变压器使用.可以看出,Y,d和D,y两种接线方式中都有一边的绕组采用三角形接线方式.当谐波电流通过电力电子器件流到三相整流变压器时,会导致变压器铁心内产生3的倍数次的谐波磁通,该磁通在三角形连接的绕组内产生3的倍数次谐波电动势,从而产生3的倍数次并且相位相同的高次谐波电流.这些高次谐波电流在三角形绕组内产生环流,并且伴有热量产生,使大部分的高次谐波电流被消耗.剩余部分的高次谐波电流会使铁芯中产生高次磁通,而在三相三柱式变压器中,没有能够为高次谐波电流引起的高次磁通提供回路的磁路,使得高次磁通只能通过气隙形成磁回路,从而大大地被消耗.这样一来,在三角形接线绕组回路中就不会产生3的倍数次的高次谐波电动势.
另外,电力电子器件中产生的谐波电流流到变压器星形接线方式的绕组中时,由于星形接线结构无法为3的倍数次的高次谐波提供通路,所以谐波电流只能通过气隙形成通路,从而被大大地消耗.
综上所述可知,通过Y,d或者D,y绕组连接方式的三相整流变压器,可以使3的倍数次的谐波被极大地消耗,而不至于使这些谐波注入公共电网,从而提高了电网的供电质量.
1.4 脉宽调制（PWM）技术
脉宽调制的基本原理是对电路开关器件的通断进行控制,使其输出一系列幅值相等但宽度不等的脉冲,用这些脉冲来代替所需要的波形.通过脉宽调制技术也可以达到抑制谐波的目的,其中较为有效的办法有：特定消谐法（SHE）和正弦脉宽调制法（SPWM）.下面分别介绍这两种方法.
1.4.1 特定消谐法
特定消谐法是Patel H S和Hoft R C于1973年提出的.为了减少谐波,要尽量使输出波形成为1/4周期对称波形.所谓1/4周期对称波形要同时满足两个条件：
①使波形正负两半周镜对称；
②使波形在正半周期内前后1/4周期以为轴线对称.
得到了1/4周期对称波形后,就可以消除特定频率的谐波.消除特定频率谐波的数量和输出波形半个周期内开关器件开通和关断的次数有关,开关器件每开通或关断一次,就对应一个可以控制的开关时刻.其中一个开关时刻控制基波幅值,其余的都可以用来消除某个频率的特定谐波.
1.4.2 正弦波脉宽调制法
电力电子论文参考资料：
结论：电力电子谐波抑制措施归纳为适合电力电子论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关电力电子技术开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
