大功率三相PWM變換器的諧波優(yōu)化.pdf

1、大功率三相PWM（pulse width modulation）變換器在工業(yè)、商業(yè)、民用、航空和軍事等各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，這些應(yīng)用主要集中在節(jié)約能源、增加產(chǎn)量和提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面。對于大功率電力電子變換器控制而言，其最為核心的問題是如何產(chǎn)生電力電子開關(guān)器件脈沖信號。傳統(tǒng)的基于載波和參考波比較以及空間矢量的脈沖產(chǎn)生方法雖然能滿足對變換器控制的基本要求，但是這一過程伴隨著大功率PWM 變換器大量諧波的產(chǎn)生。指定諧波消除（selectiv

2、e harmonic elimination，SHE）技術(shù)能夠在產(chǎn)生規(guī)定的基波的同時，消除指定次數(shù)的諧波。不過，這種調(diào)制技術(shù)有可能在消除某些特定次數(shù)諧波的同時，造成其他次諧波的增大。此外，由于大功率電力電子開關(guān)器件開關(guān)頻率的限制，為降低開關(guān)損耗和提高變換效率，開關(guān)器件的開關(guān)頻率一般不超過1 kHz。在開關(guān)頻率較低的情況下，大功率PWM 變換器的諧波可能會更大，并對電力電子設(shè)備造成損壞或產(chǎn)生電磁干擾影響通訊。使用額外LC 濾波器雖然能夠降

3、低諧波污染，但較大的濾波器會增加整個設(shè)備的成本。因此，針對大功率PWM 變換器而言，非常有必要采用最優(yōu)化的調(diào)制策略來減少其諧波污染，使其產(chǎn)生更好質(zhì)量的電能。
　　 眾多變換器中，那些轉(zhuǎn)換對象或者被轉(zhuǎn)換對象是交流的變換器的控制過程，要比那些只涉及直流對象的變換器的控制復(fù)雜的多。本文所研究變換器調(diào)制方法的主要對象是大功率三相DC-AC（逆變）和AC-DC（整流）變換器，包括電壓源型兩電平、三電平、多電平變換器以及電流源型兩電平變換器

4、。論文詳細(xì)分析了這些變換器的輸出電壓（電流）諧波含量，并提出一種新的調(diào)制方法來克服已存在的調(diào)制方法中的不足。這種調(diào)制方法使用基于人工智能優(yōu)化算法產(chǎn)生脈沖信號的調(diào)制方法，對大功率三相PWM 變換器進(jìn)行諧波優(yōu)化。
　　 本文使用諸如遺傳算法（genetic algrithom，GA）、克隆選擇優(yōu)化算法（clonalselection algorithm，CSA）以及粒子群優(yōu)化算法（particle swarm optimizatio

5、n，PSO）等人工智能優(yōu)化算法來達(dá)到大功率三相PWM 變換器輸出的某種諧波優(yōu)化，如指定諧波消除（selective harmonic elimination，SHE）或最小化總諧波畸變率（total harmonicdistortion minimization，THD minimization）。與傳統(tǒng)的PWM 技術(shù)相比，基于人工智能優(yōu)化算法的調(diào)制方法產(chǎn)生的變換器輸出電壓（電流）總諧波畸變率最小，有效地降低大功率三相PWM 變換器的輸