高壓變頻器的諧波研究與分析

4.4 高壓變頻器輸出諧波與IEEE-519比較分析

三種逆變結構的各主要次諧波與基波含量比值如表6、7所示，所有數據均在無(wú)額外濾波裝置的情況下，利用Matlab/Simulink仿真得到。結合IEEE-519中的標準，進(jìn)行比較分析。變壓器耦合輸出型變頻器基本能滿(mǎn)足IEEE-519中的要求，尤其在低于23次的諧波含量完全小于IEEE-519中限定的數值，只是由于PWM載波比的影響在23、25次附近出現較大的諧波。三電平逆變也基本能滿(mǎn)足IEEE-519中的要求，在低次諧波未超出標準。單元級聯(lián)多重化變頻器性能最優(yōu)，很好的滿(mǎn)足了IEEE-519中的要求，在各個(gè)范圍內諧波含量均未超出標準。在總諧波畸變率方面，三種輸出結構都滿(mǎn)足IEEE-519標準的要求。

三種拓撲都各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都很好地解決了變頻器輸出諧波的抑制問(wèn)題，使得輸出波形更接近正弦。通過(guò)與IEEE-519標準的對比發(fā)現，在不安裝其他濾波環(huán)節的情況下，以單元級聯(lián)多重化變頻器的效果最佳，完全達到了IEEE-519的規定，除此之外，其它結構不能完全滿(mǎn)足標準中的限定值，需要在一定容量的濾波環(huán)節輔助下工作。

5 結束語(yǔ)

隨著(zhù)高壓大功率變頻器的廣泛應用，改進(jìn)其拓撲結構從而有效的抑制和減少交流側諧波的產(chǎn)生已成為工程師門(mén)追求的目標。多重化結構作為變頻器整流側普遍采用的拓撲結構，已經(jīng)能夠滿(mǎn)足不同場(chǎng)合、不同電壓等級的需要，但當重數增加時(shí)，雖然諧波抑制效果明顯，但裝置的結構復雜，變壓器損耗增加，故普遍采用12、18脈動(dòng)結構。這樣只要增加一個(gè)小容量的濾波器就可以很好的滿(mǎn)足IEEE-519的要求。

逆變側，單元級聯(lián)多電平結構的輸入、輸出諧波抑制效果最佳，但系統結構復雜，器件數量多，體積龐大。三電平結構簡(jiǎn)單，所需器件數最少，但受到電平數的限制諧波抑制效果稍差，且存在中點(diǎn)電位平衡問(wèn)題，這也是阻礙諧波抑制效果的因素之一，將NPC在整流側實(shí)現可以解決這一問(wèn)題。變壓器耦合輸出型結構，可以在采用目前耐壓水平器件的情況下，滿(mǎn)足高壓大功率的需要，且結構簡(jiǎn)單、器件數量相對較少，諧波抑制效果介于以上兩種結構之間，是一種折中的方案.