本文對(duì)交交變頻器輸出的電壓波形進(jìn)行了研究，分析了柴油發(fā)電機(jī)電壓波形的特點(diǎn)，找出了諧波規(guī)律，以有源濾波器為基本的基礎(chǔ)，提出了一種新的諧波消除方法――諧波同步消除法，并對(duì)該方法的濾波效果通過(guò)軟件仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。

利用仿真軟件對(duì)不同輸出頻率、幅值電壓中的大量鋸齒波進(jìn)行分析和比較。和給出了具有一定代表性的仿真結(jié)果。給出的是輸出頻率為5Hz時(shí)，在理想輸出電壓波形的波峰處對(duì)應(yīng)的一個(gè)鋸齒波uf，以及在理想輸出電壓波形過(guò)零點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的一個(gè)鋸齒波ul的部分諧波的分析結(jié)果。給出了在輸出頻率分別為0Hz和3Hz時(shí)的電壓波形中分別任意選取一個(gè)鋸齒波u0和u3的部分諧波的分析結(jié)果。

從和中的數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論變頻器輸出電壓的幅值、頻率、相位如何變化，處于不同時(shí)刻、不同頻率、幅值和相位的輸出電壓波形中的鋸齒波它們所含有諧波成分基本都是相同，并且同一次諧波的相位和幅值百分比也基本相等。當(dāng)交交變頻器在額定范圍內(nèi)工作時(shí)（c）中的電壓波形的CD段始終位于BE范圍內(nèi)），變頻器輸出電壓中含有的一系列鋸齒波u的幅值相差不是很大，在計(jì)算過(guò)程中可以取固定值代替，后面的仿真結(jié)果表明幅值取定值后，仍可取得好的濾波效果。

利用變頻器輸出頻率為5Hz時(shí)的數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的。在仿真過(guò)程中，變頻器的輸出隨著原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而自動(dòng)調(diào)節(jié)，下面仿真結(jié)果就是在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)候，發(fā)電機(jī)穩(wěn)定輸出時(shí)得到結(jié)果。為變頻器輸出頻率f=5Hz時(shí)，濾波前后的電壓仿真波形。

從以上給出的仿真結(jié)果和諧波分析的比較中可以看出，使用諧波同步消除法控制諧波電源，可以有效的改善交交變頻器輸出波形了，大幅度的消除和減少由于晶閘管的切換導(dǎo)致的諧波影響，進(jìn)一步滿足了交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電機(jī)對(duì)勵(lì)磁裝置要求。

給出了在勵(lì)磁電流頻率為1Hz，發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，濾波前后的輸出電壓仿真波形，從波形比較中可以看出，使用諧波同步消除法濾波后時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電壓波形中的畸變明顯減少，諧波含量大幅度降低，詳細(xì)的諧波分析結(jié)果如和所示。

關(guān)于電能質(zhì)量和公用電網(wǎng)諧波的相關(guān)規(guī)定，由表3的數(shù)據(jù)可算出，采用6脈沖波到交交變頻器勵(lì)磁和諧波同步消除法交流勵(lì)磁變速恒頻柴油發(fā)電機(jī)電機(jī)輸出電壓的電壓總諧波畸變率為THD7.13%u=而沒(méi)有采取任何濾波措施時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電壓的電壓總諧波畸。由仿真分析的結(jié)果可以明顯看出，本文所提出的諧波同步消除法就可以有效的提高交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電機(jī)輸出電能質(zhì)量，使其進(jìn)一步滿足電網(wǎng)的實(shí)際需求。

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