综合电力推进系统谐波分析的仿真计算.pdf

《综合电力推进系统谐波分析的仿真计算.pdf》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、船电技术I电力系统综合电力推进系统谐波分析的仿真计算孟得东，王力(武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：本文对电力推进系统的变频器输入端谐波进行了理论分析，在建立系统各设备数学模型的基础上构建了针对船用变频器输入端谐波分析的通用用户模型库，对2000方绞吸式挖泥船谐波进行仿真计算，仿真结果符合理论分析且均满足船舶电网谐波要求。关键词：谐波变频器仿真计算中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1003．4862(2013)08—0043．03SimulationCalculationofHarmonicAnalysesforIntegratedElectricPropulsi

2、onSystemMengDedong，WangLi(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion，Wuhan430064，China)Abstract：／nthepaper,accordingtothedeductionandsimulationofharmonicanalysisontheinputcircuitoffrequencyconverterintheelectricpropulsionsystem，someharmonicrestrainedtechniquesarepresented．Basedonthesimulationcalculat

3、ionofthe2000cubicmetercutter-suctiondredger,thispaperprovesthesimulationoutcomesuitsthepreviousanalysisandthestandardofmarineelectricharmonic．Keywords：harmonic；converter,"simulationcalculation0引言随着变频调速技术的迅速发展，变频器、推进电机等电力设备也在船舶行业被广泛使用。作为舰船综合电力推进系统核心设备的变频器，就是供电电网的主要谐波源之一⋯。它在输入回路会产生大量高次谐波，使输入电流波形发生严重畸

4、变，严重污染电网的供电质量。为了减小谐波对电网的影响，有必要对变频器输入端谐波进行分析和计算，以满足船舶电网的供电要求和保证其它船电设备的可靠运行。1变频器输入端谐波分析电压型变频器产生的谐波主要是由其整流部分和中间的滤波电容造成的。把逆变部分及负载等效为电阻时，电阻不会向系统反馈谐波。稳定收稿日期：2012．10．18作者简介：孟得东(1977一)，男，工程师。研究方向：系统仿真、船舶电力推进系统集成。运行时，电容进行的是稳定的充放电过程，如果电容足够大，充放电对交流侧产生的谐波就只与整流输出波形的纹波大小成正比关系。如果考虑电容，从理论上分析变频器入端谐波过程将会非常复杂。为了简化理论分

5、析，假设直流侧滤波电容为无穷大，也就是说不考虑电容的影响，只考虑整流器产生的谐波，也可以得到输入端谐波的特性和趋势。图1为三相不控整流器电路，由于三相整流桥整流输出为每个周期6脉动的直流波形，所以三相整流也叫做6脉动整流【2】。直流输出的每个纹波各占1／6个周期，即相邻两个纹波相角相差桕。所以6脉整流在交流侧的电流含有6k土l(k为正整数)次谐波。如果将一个三绕组变压器(比如Ddoyll型)的两个输出端分别作为三相整流桥的输入端，整流桥的输出端进行串并联，则输出的直流波形变成具有12脉波的波形，每个纹波占1／12个周期，相邻两个纹波相角相差桷。这种整流方式就叫做12脉动整流，它只含有12k士

6、l43船电技术I电力系统(k为正整数)次谐波。同理，如果将两台原边相角相差兀以2的三绕组变压器并联运行，可以组成24脉动整流电路，这时其电网侧将只含有24+1次谐波，其谐波含量比12脉动整流电路会有更大的改善。由此可以看出，作为一般规律，以m个相位相差z#3m的变压器分别供电的m个三相桥式整流电路可以构成6m脉动的整流电路，其网侧电流仅含有6mkq-1次谐波，其有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。随着整流脉动数的提高，谐波含量会越来越小【引。以上只是从理论上分析了多相整流对谐波的影响，实际情况中，变频器对电网的谐波还会受到其他很多方面的影响，比如滤波电容、负载特性、

7、变压器阻抗、线路阻抗等，谐波情况也要复杂一些。这些情况都将在下面的仿真分析中加以考虑。一—_—_—。一』∑』]』]、，+C2-，一_●-●-_—。一Z∑Z∑』、R图1变频器带电机负载时的等值电路2电力推进系统谐波仿真模型分析进行综合电力推进系统谐波仿真研究的关键就是正确建立系统的仿真模型【41。变频器网侧的谐波主要影响的对象是整个船舶电网，变频器输出端的谐波影响的主要是推进电机。在2000方绞吸式挖泥船综合电