消谐算法及在多电平逆变器中的应用

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1、万方数据硕士专业学位论文消谐算法及在多电平逆变器中的应用HarmonicEliminationAlgorithmanditsApplicationinMulti-levelInvert作者：刘笑宇导师：刘慧娟北京交通大学2014年6月声人怠瓜▲，，文万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学

2、校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)⋯一躲≥。1愎哮聊魏画、，]剀i签字日期：bI午年b月f弓日签字日期：]朋华年6月?弓日／万方数据学校代码：10004北京交通大学硕士专业学位论文消谐算法及在多电平逆变器中的应用密级：公开HarmonicEliminationAlgorithmanditsApplicationinMulti—levelInvert作者姓名：刘笑宇导师姓名：刘慧娟学号：12125865职称：副教授工程硕士专业领域：电气工程学位级别：硕士北京交通大学2

3、014年6月万方数据致谢本论文的工作是在我的导师刘慧娟副教授的悉心指导下完成的，刘慧娟副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢量年来刘慧娟老师对我的关心和指导。刘慧娟副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向刘慧娟老师表示衷心的谢意。感谢我的联合培养单位中电普瑞科技有限公司，中电普瑞科技有限公司产品设计部与FACTS部给我提供了一个良好的平台，帮助我完成了硕士实习一年期间的学习与工作。在此，我要感谢我的企业导师朱宁辉高工对我做人和做事方面的教诲，同时感谢张

4、良工程师、杨尚瑾工程师、郑博文工程师、赵波高级工程师、陈详训高级工程师对我论文和实习工作的指导和帮助，在论文的完成过程中他们提出了许多宝贵的意见。还要感谢部门一起工作过的同事，和大家在一起的日子里让我成长了许多，为今后步入社会提前打下了基础。在实验室工作及撰写论文期问，张竞雄、陈艺端、赵翔等同学对我论文中的撰写过程给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。最后感谢我的父母，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。万方数据摘要随着电力电子技术的快速发展，使得PWM逆变器广泛应用于各种交流调速系统，但逆变器输出中的谐波对电网及用电

5、设备的危害愈来愈受到人们的重视，并且，高性能调速系统对逆变器效率与输出波形质量等的要求也越来越高，使得特定谐波消除PWM(S印珀WM)技术的研究成为交流调速领域的研究热点，特定谐波消除技术可实现谐波的选择性消除，控制输出波形的基波分量，本文针对该技术进行了相关研究。由于SHEPWM技术的数学模型是一组非线性方程组，本文首先针对该非线性方程组，推导了求解非线性方程组的牛顿迭代法和同伦算法的迭代公式，研究发现不同的初值对牛顿法迭代公式的收敛速度影响很大，而对同伦算法的收敛速度影响较小，但同伦算法的计算时问较长，总体收敛速度较慢，且迭代精度很

6、低。然后，针对不同初值对利用牛顿迭代法求解非线性方程组的收敛速度影响很大的特点，对非线性方程组数值求解的初值给定作了进一步研究。利用经验公式法，三角载波比较法和重心重合法分别计算得到同等条件下的初值序列，并将计算的初值序列应用于牛顿迭代法对非线性方程组进行求解，求解结果显示：利用重心重合法计算得到的初值序列能更好地使迭代收敛。最后，基于MATLAB搭建二极管钳位型SPWM与SHEPWM三电平逆变器仿真模型，在SHEPWM消谐算法中利用重心重合法计算牛顿迭代公式的初值序列，并对非线性方程组进行求解，以求得的数值解作为SHEPWM的控制脉冲

7、序列。仿真结果显示：SHEPWM方法控制下的输出波形中各次谐波的含量比SPWM方法控制下的输出谐波的含量低，即在相同的主电路、输入电压、开关频率、负载条件下，SHEPWM在谐波抑制方面优于SPWM。关键词：特定谐波消除法；非线性方程组；同伦算法；牛顿迭代法；初值万方数据ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofpowerelectronicstechnology,thePWMinverteriswidelyusedinACdrivesystem，hi曲voltageandhighfrequencyapplicat

8、ions．However,astheefficiencyoftheinverterwaveformqualityhavebecomeincreasinglydemanding，thehazardsofthe