開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)交流電源側(cè)電流諧波問題的研究.pdf

1、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱SRD-Switched Reluctance Driver) 是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的一種新型調(diào)速系統(tǒng)，已大量應(yīng)用于工業(yè)調(diào)速與伺服、家用電器等領(lǐng)域.SRD采用交流一直流整流電源供電，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生電流諧波，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量.目前對(duì)SRD諧波的研究大多集中于諧波對(duì)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(簡(jiǎn)稱SRM-Switched Reluctance Motor)的影響，缺少對(duì)電網(wǎng)影響的研究.針對(duì)這個(gè)問題，本文構(gòu)建了S

2、RD的仿真模型，利用該模型分析了SRD交流電源側(cè)電流的諧波成分及各電機(jī)、電路參數(shù)對(duì)諧波含量的影響；最后通過對(duì)實(shí)際SRD數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證了數(shù)字仿真的結(jié)論. 在研究SRD基本構(gòu)成、工作原理以及諧波分析基本方法的基礎(chǔ)上，通過將SRD簡(jiǎn)化成阻容濾波的三相整流電路模型，推導(dǎo)出了SRD交流電源側(cè)的電流表達(dá)式，利用傅里葉變換對(duì)電源電流的諧波成分進(jìn)行了理論分析. 建立了SRD的仿真模型并進(jìn)行了仿真及諧波分析.比較了各種計(jì)算機(jī)仿真建模工具的

3、特點(diǎn)，建立了6/4極SRD的Matlab/simulink仿真模型.在分析SRM構(gòu)成與工作原理的基礎(chǔ)上，提出了將6/4極SRM模型改建為12/8極的SRM模型的方法，并從仿真、實(shí)驗(yàn)兩方面驗(yàn)證了該方法的正確性.利用仿真模型，對(duì)SRD交流電源側(cè)電流諧波進(jìn)行了數(shù)字仿真，分析了諧波成分與電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率和濾波電容的關(guān)系，總結(jié)出諧波的變化規(guī)律: (1) 諧波主要與功率有關(guān)，隨功率的增大而減小(6/4極60kW的SRD諧波總含量從空載時(shí)的15

4、3﹪降低到額定狀態(tài)下的64﹪；12/8極SRD諧波總含量從空載的172﹪降低到37kW的72﹪)； (2) 諧波與轉(zhuǎn)速無關(guān)； (3) 諧波成分隨電容變化比較復(fù)雜.諧波以電容的某一個(gè)值作為界限，之前波動(dòng)很大，變化頻繁，之后隨電容的增大而小幅度降低.實(shí)際應(yīng)用中，電容選值較大，一般都遵循曲線后半部分的變化規(guī)律，即諧波隨電容值的增大而減小. 利用SRD仿真模型，在SRD的直流母線上串入平波電抗器，對(duì)其濾波效果進(jìn)行了數(shù)字仿

5、真分析.加電抗器后諧波總含量下降幅度較大(對(duì)于6/4極SRD，當(dāng)電容為2000uF時(shí)，諧波總含量由不加電抗器時(shí)的83.7﹪降為加1000uH的電抗器時(shí)的到28.7﹪，降低了55﹪)；諧波次數(shù)越低，效果越好，諧波次數(shù)越高，效果越不明顯. 在山東科匯電氣股份有限公司的開關(guān)磁阻電機(jī)測(cè)試平臺(tái)上，對(duì)由三相12/8極SRM(額定功率37kW、額定轉(zhuǎn)速1500r/min)和SRD10132控制器組成的SRD的電源諧波進(jìn)行了實(shí)測(cè)，分析了諧波成分