多重化整流电路的MATLAB仿真和谐波分析
- 格式:pdf
- 大小:664.35 KB
- 文档页数:4
如果将整流相数增加到12 相,则5 次谐波电流下降到基波电流的4.5%,7 次谐波电流下降到3%。
除了可对整流器本身进行改造外,当有多台相同的6 脉动换流器同时工作时,可以用取自同一电源的换流变压器二次绕组之间适当的移相,以达到提高整流脉动数的目的。
(2)采用交流滤波装置。
采用交流滤波装置在谐波源的附近就近吸收谐波电流,以降低连接点处的谐波电压。
滤波装置是由电阻、电感、电容等元件组成的串联谐振电路,利用其串联谐振时阻抗最小的特性,消除5、7、11 次等高次谐波。
在运行中滤波器除了能起到滤波作用外还能兼顾无功补偿的需要。
(3)抑制快速变化的谐波。
快速变化的谐波源(如电弧炉、电力机车、晶闸管供电的轧钢机和卷扬机等)除了产生谐波外,往往还会引起供电电压的波动和闪变,有的(如电气化铁道的机车,处于熔化期的电弧炉等)还会造成系统电压三相不平衡,严重影响公用电网的电能质量。
抑制快速变化谐波较全面的技术措施就是在谐波源处并联装设静止无功补偿装置,可有效减小波动谐波源的谐波量,同时,可以抑制电压波动、闪变、三相不平衡,还可补偿功率因数,目前技术上较成熟。
(4)避免并联电容器组对谐波的放大作用。
在电力系统,中并联电容器组可以改善无功,起改善功率因数和调节电压的作用。
当有谐波源时,在一定的参数下,电容器组会对谐波起放大作用,危及电容器本身和附近电气设备的安全。
因此可采取改变电容器的串联电抗器,或将电容器组的一些支路改为滤波器,还可以采取限定电容器组的投入容量,避免电容器对谐波的放大。
(5)LC无源滤波法。
LC无源滤波器是一种常用的谐波补偿装置。
它的基本工作原理是利用LC谐振回路的特点抑制向电网注入的谐波电流。
当谐振回路的谐振频率和其中一高次谐波电流频率相同时,则可将该次谐波电流滤除,使其不会进入电网。
多个不同谐振频率的谐振回路可溥除多个高次谐波电流,这种方法简单易行。
(6)采用有源电力滤波器APF(Active Power Filter)。
Value Engineering0引言谐波分析在控制系统、电能质量监控、精密机械、电子产品生产检验、输电线路设备监控等领域被广泛应用;而准确、快速、有效的谐波分析方法是进行相关检测、监控、分析的技术基础。
目前,信号谐波分析存在的运算量大、计算时间长、实时性差等技术瓶颈。
信号频谱和信号本身同样是现实可以观测的,可以通过频谱分析仪来观测信号的频谱。
比如图像颜色不同是由于频率的差异,声音音调不同,也是因为频率的差异。
而用正交函数集表示任意信号可以得到比较简单而又足够精确的表示式,因此,把信号表示为一组不同频率的复指数函数或正弦信号的加权和,对信号进行频谱分析,为基于MATLAB 仿真的FFT (快速傅里叶变换)提供理论依据。
1周期信号傅里叶级数与傅里叶变换把信号表示为一组不同频率的复指数函数或正弦信号的加权和,称为信号的频谱分析或傅里叶分析,简称信号的谱分析。
用频谱分析的观点分析系统,称为系统的傅里叶分析。
如果一个信号x (t )是周期性的,那么对一切t 有一个非零正值T 使得下式成立:(1)x (t )的基波周期T 0就是满足T 中的最小非零正值,而基波角频率(2)正弦函数cos ω0t 和复指数函数ej ω0t都是周期信号,其角频率为ω0,周期为(3)呈谐波关系的复指数函数集(4)也是周期信号,其中每个分量的角频率是ω0的整数倍。
用这些函数加权组合而成的信号(5)也是以T 0为周期的周期信号。
其中n=0的项c 0为常数项或者直流分量;n=+1或者n=-1这两项的周期都是基波周期T 0,两者合在一起称为基波分量或者一次谐波分量;n=+2或者n=-2这两项的周期是基波周期的一半,频率是基波周期的两倍,称为二次谐波分量,以此类推n=+N ,或者n=-N 的分量称为N 次谐波分量。
将周期信号表示成式(5)的形式,即一组成谐波关系的复指数函数的加权和,即为傅里叶级数表示。
对于周期性矩脉冲,(6)周期性函数的傅里叶级数等效于把函数分解成它的各频率正(余)弦分量,简称为频率分量。
综合训练①实验内容:利用matlab绘制频率自定的正弦信号(连续时间和离散时间),复指数信号(连续时间),并举例实际中哪些物理现象可以用正弦信号,复指数信号来表示。
绘制成谐波关系的正弦信号(连续时间和离散时间),分析其周期性和频率之间的关系。
实验步骤:一、绘制谐波关系的正弦信号分析:由于正弦信号可以表示成两个共轭的复指数信号相减,然后再除去两倍的单位虚数得到,故,我们将正弦信号设置为X=exp(j*pi*n/4)-exp(-j*pi*n/4))/(2*j)此信号就相当于x=sin(pi*n/4)设计程序如下:n=[0:32]; %设置n的取值x=(exp(j*pi*n/4)-exp(-j*pi*n/4))/(2*j); %限定离散正弦信号stem(n,x) %绘制该离散正弦信号通过Matlab所得图形如下:分析:同样的连续型的正弦信号同样也可以用类似方式绘制. x=sym('(exp(j*pi*t/T)+exp(-j*pi*t/T))/2');%函数表示正弦信号x5=subs(x,5,'T'); %设置周期大小ezplot(x5,[0,10]) %绘制图形所得结果如下:二、绘制复指数信号分析:由于复指数信号有实数部分和虚数部分,所以绘制其图形,我们采取了分别绘制的方法,将实数和虚数分别画出。
实验程序如下:t=[0:.01:10]; %产生时间轴的等差点y=exp((1+j*10)*t); %设置复指数信号subplot(211),plot(t,real(y)); %绘制实数信号图形gridsubplot(212),plot(t,imag(y)); %绘制虚数部分图形grid实验所得结果如下:结论:●周期信号可以分解成谐波分量的和(傅里叶级数展开)●谐波分量可以用复指数信号表示。
●复指数信号的周期等于2π除以其角频率。
●因此周期信号的周期等于各个谐波分量的周期的最小公倍数●谐波分量的角频率为一次谐波分量角频率(基波角频率)的整数倍●因此周期信号的周期等于2π除以基波角频率应用:连续的正弦信号在简谐振动(如分析弹簧振子,单摆等)中有所应用。
36科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N2008N O .03SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N工业技术大型电化学装置电气系统谐波谐振的M ATL AB 分析吴江(上海交通大学电气工程系上海200240)摘要:本文主要运用M A TLAB 软件对上海化工区一新建的大型电化学装置的电气系统在不同运行方式下的谐波谐振情况进行了频谱分析关键词:谐波M ATLAB 谐波谐振中图分类号:TQ 330.4+4文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)01(c)-0036-03引言本文所论述的是包含了大功率整流设备的电化学装置电气系统,出于对系统稳定的要求和对无功补偿的需要,接入了无功补偿装置。
补偿电容器组的投入使得谐波谐振的发生成为可能,而谐波谐振是谐波造成的严重危害之一,当系统运行方式发生改变,如变压器,电动机的投切又会使系统的谐波谐振情况发生变化,因此有必要对不同运行条件下的谐振情况进行分析,确保电气系统安全运行。
1系统概况及谐波频谱本系统采用220kV 主电源,经90000kVA 三绕组变压器后分别将电压降至35k V 和10kV 。
其中35kV 向4套12脉波中大功率整流装置(等效48脉波)供电,10kV 供动力负荷,主要为电动机负载。
在10k V 母线上分别装设二组补偿电容器,容量分别为9600kva r 和4800kva r ,每组电容器串联6%电抗器,用以防止5次以上谐波放大。
那么在不同的运行状况下,是否会发生3次谐波的放大呢?这需要计算证实。
2系统建模及计算分析2.1系统元件模拟2.1.1变压器的模拟变压器由于激磁支路的铁芯是非线性的,可视为谐波电势源。
当谐波次数不太高,外施电压也不高时,可忽略这一谐波源。
只把变压器当成一个谐波负载,高次谐波电流通过变压器时,其稳态模型理应计入电容及相间电容,由于谐波次数不很高时(例如40次谐波,频率为2.0kH),这些电容可以忽略不计。
密级:公开科学技术学院NANCHANG UNIVERSITY COLLEGE OFSCIENCE AND TECHNOLOGY学士学位论文THESIS OF BACHELOR(2008— 2012年)题目基于MATLAB的整流电路仿真分析学科部:专业:班级:学号:学生姓名:指导教师:起讫日期:目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章三相桥式全控整流电路的仿真 01.1 电路的构成及工作特点 01.2 建模及仿真 (1)1.3参数设置及仿真 (2)1.4 故障分析 (3)1.5 小结 (4)第二章基于MATLAB的单相桥式整流电路仿真分析 (5)2.1 单相桥式半控整流电路 (5)2.2 单相桥式半控整流电路带纯电阻性负载情况 (7)2.3 单相桥式全控整流电路 (11)2.4 单相桥式全控整流电路带纯电阻性负载情况 (12)2.5 单相桥式全控整流电路带电阻电感性负载情况 (15)结论 (17)参考文献: (18)致谢 (19)基于MATLAB的整流电路仿真分析专业:学号:姓名:指导老师:摘要:随着社会生产和科学技术的发展,整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。
常用的整流电路有三相桥式全控整流电路和单相桥式可控电路。
由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。
Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。
本文利用Simulink 对三相桥式全控整流电路进行建模,对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析。
对单相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究,既进一步加深了三相桥式全控整流电路和单相桥式可控整流电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。