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《基于插值FFT算法的间谐波分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期中国电机工程学报〕从年月。文章编一一一·号中图分类号文献标识码学科分类号基于插值丁算法的间谐波分析钱昊,赵荣祥浙,江大学电气工程学院浙江省杭州市,一,,,,一盯毛换算法卜,,,引言肛,随着电力电子技术和器件的发展非线性负荷,一山在电力系统中的应用越来越广泛,电力系统谐波和间谐波包括次谐波污染日益严重,间谐波现象一。’正受到人们的日益重视,本文在简单介绍和分析间谐波的来源和危害后,详细分析了插值算法,并且就,一窗的插值算法进行了分析、推导。一间谐波的来源及其危害比砚玉一对间谐波定义如下在工频电,们,压和电流的各
2、种谐波成分之间存在着与基波频率,,不成整数倍关系的信号它们表现为离散频率或宽。。〕带频谱表给出了其简单而适用的数学定义表间谐波的数学定义油比们璐幻口、】耳名称定义二谐波沂为大于零的整数摘要间谐波是非整数倍基波频率的谐波信号。间谐波除了直流二即力,具有一般谐波信号的特性外,还会影响谐波补偿装置,因此间谐波,‘为大于零的非整数,当。为时,又称为次谐波准确检测间谐波的参数对于电力系统具有十分重要的意义。快速傅立叶变换在非同步采样情况下存在着较大的误差,因实际上许多非线性负载是波动的或其电流的、,、而无法直接获取准确的间谐波
3、参数。为了减小非同步采样的幅值相位或波形是变化的例如工业电弧炉,,、、影响提高间谐波分析精度提出了基于加窗插值算三相转炉电焊机感应电动机等传统间谐波产生,一法的间谐波参数估计分析和推导了基于源都会引起电气量电压或电流发生或快或慢的、。窗的间谐波频率幅值和相位的估计公式在此基础匕对变化慢的在几或十几内就能观察到。另,。插值公式作适当修改可以进一步提高分析精度仿真结果外一方面,包含心或变换器的各种电,表明改进后的算法在非同步采样时对电网间谐波和谐波力电子设备,如变频器、同步串级调速装置、晶闸,参数的估计具有很高的精度有利
4、于电力系统中谐波参数的,,管整流供电设备等是快速变化的冲击负荷产生准确获得。有离散和连续成分的间谐波,逐步成为另一重要的关键词电力系统谐波分析间谐波插值快速傅立叶变间谐波发生源。设某一调幅波电压信号口叠中国电机工程学报第卷,十,计算某次谐波参数的时候对临近谐波缺少抗干扰加在稳态电压人。低上则合成电压艺能力。在此基础上,利用海宁,。’为窗减少谐波间的相互干扰进一步提高了计算精度,,。,一口人。汽通常插值算法对窗函数的要求是主瓣宽度小艺。旁瓣幅值衰减快对各种窗函数的性能进。二’,一别汀式中呱入为调幅波对次谐波幅值的调制行
5、了比较「结论是窗在旁瓣幅值。系数式为次稳态谐波电压的幅值口为调幅一定时具有较小的主瓣宽度。形提出的,一。波的角频率口田勿为工频角频率怀为次【’凡窗更好地满足了上述个条件。谐波初相位形一窗实质上是项系数余弦窗,。,,由式易得,一人。矶下面将介绍余弦窗的基本特性艺余弦窗的一般表达式为伪一,·一一‘·,,,一〔‘田士“,‘。】践‘,‘‘,“,一‘一‘‘,务亏买一洽,由式可得经调幅波调制后除了稳态电压中角频式中为余弦窗的项数,时,就是矩形窗。率为币艾分外,其它各次谐波包括基波中均为了使余弦窗具有线性相位特性及满足插值计,,增
6、加了旁频醚功成分其幅值为这部分就,对系数有如算的需要下限制是间谐波。一‘交流变频调速装置包括交一交变频器和交一直艺,一交变频器使用时在其供电电流中有间谐波成分下面将从项系数余弦窗的通用形式入手,介绍,产生的间谐波频库丫和输出频率而有关可表示为瓦一窗。项系数余弦窗的窗函数表达关尸士士尸呱式和结果为式中为整流部分触发脉冲数几为输出部分触·,·、卜一一卜一发脉冲数,,,,⋯,,,,⋯为输出鲁摆,,,频率。一‘一、由于间谐波是非整数倍基波频率的谐波,它对一恶,必一,,‘“一,’‘’设备产生的危害很大。频率低于基波频率的间谐波
7、叭叭必、田口田一兀一即次谐波会引起光电闪变低频继电器的异常叭。琳必兀一城田一运行以及无源电力滤波器过流跳闸等等频率高于,兀一田兀一基波频率的间谐波对音频设备造成干扰还可能引琳起感应电动机噪声和振动。鉴于以上危害,间谐波琳田一兀一。电压水平应限制到以下毋兀一磷,田田一,‘“一,’心‘’,,一式中琳辫为矩形窗的曰基于窗的插值算法。琳必口曰电力系统的谐波分析通常是通过快速傅立叶变为了分析方便,设定信号的表达式为。,·换实现的但是应用算法分析频谱的,‘,‘叭,凡人呱,前提是保证对信号的同步采样即要求采样长度与。式中为信号幅值
8、几为信号频率怀为信号初,信号周期成整数倍关系而实际电网频率通常在相角。工频附近波动。非同步采样问题可以通过硬件如锁信号经过采样并项系数余弦窗截断后得到相同步技术或软件算法一’“来解决,然而锁相环礼,,,⋯,尽响应较慢,不能,及时地跟踪信号频率的快速变化从而不能实现真正意义上的同步采样。为了提高式中为肠的无限长采样序列为采样周。算,期试为项系数余
