压缩机电驱系统谐波抑制方法的研究

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天然气压缩机是天然气输送系统的心脏,在西气东输工程中具有举足轻重的地位。压缩机动力源目前主要有中压大功率电驱系统和燃驱系统两种,本文研究对象为前者。中压电驱系统规模较大,其网侧电能质量相关技术要求和电机侧逆变器设计要求会大大高于小型设备。由于大型电驱系统运行过程中会带来大量谐波,因此在实际系统中必须加入一系列谐波抑制手段。本文从变频原理与变频器基本结构出发,分析变频器的谐波来源、主要去向与相关抑制方法。
  本文在消化TMEIC系统主回路的基础上,在理论上深入讨论了整流变压器谐波情况,并对逆变开关角给出了一个计算与实现的方法。首先介绍TMEIC系统的主回路,针对整流部分和逆变部分分别予以详细分析。整流部分详细分析了整流变压器的谐波消除原理,给出了移相变压器组谐波消除效果达到最佳时的移相角,并求出谐波消除最佳效果时的谐波剩余情况。最终发现通过移相变压器的使用不仅可以用于整流器的谐波消除,还可将其扩展到其他设备的谐波消除中。本文随后分析了TMEIC逆变侧的逆变方法与波形情况,并提出谐波含量最低意义下的最优开关策略。根据谐波消除法逆变策略的思想方法,给出一种分析逆变谐波的手段,并可依据该方法进行逆变波形的生成,同时在该方法的基础上的提出了N奇偶性关于波形畸变率的结论,将指定频率谐波消除法的后续计算部分予以改进,将优化算法引入开关角的计算,在限制开关动作数等条件下求解谐波含量最低时开关角的大小。
  最后将优化结果仿真验证,得到波形的傅里叶展开结果,将仿真结果与当前现场情况进行比较,可以看出在本文求解的逆变策略下得到的波形谐波含量更低,能够使电机侧获得更小谐波分量,对电机更加友好。
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