【摘 要】
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随着现代工业技术的发展,变频器在各行各业中得到广泛应用,尤其在冶金化工等重工业领域中得到重点应用。变频器核心部分是由不可控型（二极管）或全控型（IGBT、IGCT等）功率开关管组成的整流桥和逆变桥,而这些功率开关管的使用会产生大量低次谐波和超高次谐波。采用二极管整流的变频器会向电网侧注入大量低次谐波,给电网的安全运行造成严重影响,从而对低次谐波的研究与治理是无法忽略的;采用IGBT等全控型开关管整
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随着现代工业技术的发展,变频器在各行各业中得到广泛应用,尤其在冶金化工等重工业领域中得到重点应用。变频器核心部分是由不可控型（二极管）或全控型（IGBT、IGCT等）功率开关管组成的整流桥和逆变桥,而这些功率开关管的使用会产生大量低次谐波和超高次谐波。采用二极管整流的变频器会向电网侧注入大量低次谐波,给电网的安全运行造成严重影响,从而对低次谐波的研究与治理是无法忽略的;采用IGBT等全控型开关管整流的变频器会产生超高次谐波,然而随着电力电子器件的高频化发展,超高次谐波造成的影响不可小觑,因此对超高次谐波产生机理、发射特性和交互影响的研究意义重大。论文首先结合通用型变频器、多重化整流的变频器及双PWM型变频器结构特点与工作原理分析各类变频调速系统谐波特点,并进一步分析了谐波对电网的影响及其谐波抑制方法,同时研究了超高次谐波来源、传播特征及危害影响。然后结合多重化整流电路的结构特点研究了6、12、18脉波整流的输入谐波特性,并通过仿真验证了理论分析的正确性。结合马钢重型H型钢工程项目中6脉动整流和12脉动整流的变频器分析了变频调速系统的谐波问题,采用无源滤波装置和动态无功补偿装置相结合的方式可有效地解决供电系统电能质量问题。最后结合双PWM两电平变频器分析其超高次谐波产生机理及发射特性,通过仿真分析验证其理论分析的正确性,同时研究了滤波电感比、网络阻抗和背景谐波对超高次谐波发射幅值的影响。在载波同相或反相层叠式PWM调制下结合三电平变频器分析其超高次谐波产生机理及发射特性,随后结合三电平变频器研究了多台相同开关频率以及不同开关频率变频器之间的超高次谐波交互影响问题,并通过仿真分析证明理论研究的正确性。通过对马钢新区冷轧酸洗高配生产线上双PWM三电平变频器传动系统的分析研究,验证了三电平变频器超高次谐波产生机理理论分析的正确性。
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