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《浙江大学》 2001年
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交流励磁发电机输出电力谐波抑制

王文举  
【摘要】: 交流励磁技术是一种先进的交流电机发电及调速技术,可用于变速恒频发电、抽水蓄能电站和大容量调速场合,能实现电机有功功率、无功功率的独立调节和功率因数控制。现代交流励磁电机(ACEM)采用电力电子变流器作为励磁装置,其励磁电压谐波含量丰富,难于获得谐波分析所需的电压基准,同时交流励磁电机经常工作在同步转速附近,致使励磁电压频率极低甚至为直流,通常的谐波检测方法和理论都无法适用,因而这是一种目前尚未深入探讨过的复杂供用电系统电力谐波抑制问题的研究。 本文首先对采用交交变频器励磁的ACEM发电系统电力谐波特性进行了详细的分析,获得了“电源谐波”的新概念。针对此类谐波的特性提出了基于频谱搬移原理的自适应同步相关滤波技术。该方法思路清晰、简洁,并能方便有源滤波器(APF)中低通滤波器设计,同时采用多分辨率和自适应滤波方法,解决了基波频率低且变化、无明显电压基准可寻的复杂供电系统谐波检测的难题,为谐波抑制的实施奠定了基础。 其次,针对ACEM系统特有的“电源谐波”特性,深入分析了滤波器方案,得到了一种适用于ACEM系统谐波抑制的串联混合型有源电力滤波器优化拓扑结构,并采用了PWM调制技术、中频注入变压器和磁势补偿原理有效地解决了串联APF中低频谐波功率补偿信号传输的难题。 最后,实际研制了一套以DSP(高速数字信号处理器)和IPM(智能功率模块)为核心的小功率混合型有源滤波装置,在交交变频ACEM实验平台上进行了全面的实验研究,充分验证了本文所提出的自适应同步相关滤波技术、优化混合型滤波器拓扑结构和有关的关键性技术的正确性和实用性,从而从理论到实践全方位、成功地实现了对交流励磁发电机输出电力谐波抑制的研究。
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