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随着电力电子技术的发展,越来越多的电压源型变频器在工程实践中得到广泛应用。变频器可根据电动机负荷调节输出电压和频率,达到节能的目的。当变频器输出频率与电网基波频率不同时,该频率在变频器直流环节的纹波变换到变频器电网侧,成为间谐波。间谐波与基波(谐波)调制会引起电压波动、光闪变、负载过热、甚至间谐波谐振等电能质量问题。为了充分了解和认识电压源型变频器的间谐波发生特性和规律,论文采用调制理论对其进行了建模,提出了电压源型变频器的解析模型。该模型可以直观地反映系统、变频器及电机参数对间谐波的影响,避免了以往使用复杂的迭代方法对电压源型变频器间谐波进行研究的缺陷。论文的具体研究内容如下: ①通过对电压源型变频器产生间谐波的机理及该类变频器间谐波频率特性的分析,利用调制理论,将电压源型变频器的系统侧等值电路和电机侧等值电路变换到直流侧,构造出能包含系统侧和电机侧参数的直流等值电路。通过对电压源型变频器直流等值电路中纹波频率的分析,将能在系统侧变换为间谐波频率的纹波分量提取出来进行分析和推导,提出了电压源型变频器的解析模型通式。 ②分别针对两种常见逆变方式,即逆变侧六步换向和PWM调制的电压源型变频器,采用不同的开关函数,提出不同的变频器电网侧间谐波解析模型。利用模型可以直观地分析系统阻抗、变频器直流环节阻抗及电机阻抗对间谐波幅值的影响,进而掌握电压源型变频器的间谐波源特性。模型得到Matlab仿真验证。同时,利用模型研究了系统和变频器参数对间谐波的影响,揭示了将电压源型变频器作为间谐波电流源的条件。 ③利用Matlab仿真分析了双馈风电机组的间谐波频率分布,对风电机组运行时的间谐波频率和大小进行了分析;为对论文提出的电压源型间谐波源模型进行实测验证,采集和分析了对某医院和某办公建筑中央空调系统中,使用电压源型变频器的变频调速冷冻、冷却水泵的运行数据,结果验证了提出的电压源型变频器间谐波模型的正确性。