基于遺傳算法的特定消諧技術(shù)研究.pdf

1、變頻器能夠驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，主要進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，調(diào)節(jié)輸出電壓、電流以及改變輸出頻率，是一種節(jié)能效果較好的電力電子裝置。變頻器的核心體現(xiàn)在逆變環(huán)節(jié)，即將給定的直流電輸入變?yōu)榭烧{(diào)的交流電輸出，但在這一過(guò)程中伴隨著大量諧波的產(chǎn)生，對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載影響極其惡劣，很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，而特定消諧技術(shù)能夠有效地消除指定次諧波，對(duì)剩余其它次諧波也得到較好的抑制，因此變頻器的使用效率得到了提升。以此技術(shù)為基本原理設(shè)計(jì)出來(lái)的特定消諧式變頻器輸出電流波形接近正弦

2、波，交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行得到了很大的改善。
　　首先，通過(guò)對(duì)特定消諧技術(shù)基本原理的進(jìn)一步分析和研究，利用傅立葉級(jí)數(shù)變換對(duì)三相電壓型逆變器輸出的電壓波形建立消諧模型。該模型為輸出基波電壓及各次諧波電壓與開關(guān)角之間的非線性超越方程組，如何找到一種快速有效的解法成為研究特定消諧技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急。傳統(tǒng)的牛頓迭代算法可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)角的求解，但對(duì)初值要求比較苛刻，計(jì)算上花費(fèi)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，本文提出了將遺傳算法應(yīng)用于特定消諧技術(shù)中，該算法對(duì)初值選擇是隨機(jī)

3、的且收斂速度較快。
　　其次，對(duì)雙極性下的特定消諧模型進(jìn)行仿真分析，利用牛頓迭代算法、遺傳算法求解非線性超越方程組的開關(guān)角，觀察其開關(guān)角隨調(diào)制度變化曲線，比較其相電壓諧波畸變率大小，最終結(jié)合兩種方法的各自的優(yōu)勢(shì)，提出了改進(jìn)措施，即混合遺傳算法。該算法對(duì)非線性超越方程組求解時(shí)先用基本的遺傳算法求出開關(guān)角的大小，將這一結(jié)果作為牛頓迭代算法的初值，然后利用牛頓迭代算法的計(jì)算流程找到滿足要求的精確解。將混合遺傳算法應(yīng)用到非線性超越方程組的

4、求解，對(duì)其進(jìn)行頻譜分析，觀察不同開關(guān)角、調(diào)制度下諧波抑制情況，結(jié)果表明在特定消諧技術(shù)中使用混合遺傳算法是切實(shí)可行的。
　　再次，設(shè)計(jì)了變壓變頻同步控制的特定消諧式變頻器，分為功率電路和控制電路兩部分，控制電路主要由 A/D變換器、壓頻轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成，而功率電路逆變部分采用的是三相電壓型電路。逆變電路主體中應(yīng)用了DIP-IPM（智能功率模塊），實(shí)現(xiàn)了變頻器的逆變環(huán)節(jié)。
　　最后，通過(guò)對(duì)變頻器硬件電路的調(diào)試，完成