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双调谐滤波器设计与失谐问题的研究

作 者: 苏恒
导 师: 何益宏
学 校: 五邑大学
专 业: 模式识别与智能系统
关键词: 双调谐滤波器 阻抗特性 调谐频率 鲁棒性 失谐 串联支路 并联支路
分类号: TN713
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 21次
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内容摘要


电力系统的谐波问题直接影响着人们日常生活及社会经济发展,因此,如何滤除电力系中的谐波已成为电能质量领域的焦点问题。无源滤波器因结构简单、成本低等优点而得到广泛应用;其中双调谐滤波器比传统的单调谐滤波器更具有经济优势;因此,广泛采用双调谐滤波器进行滤波和无功功率补偿已经成为一个重要发展方向。对双调谐滤波器设计方法及失谐问题的研究也成为一个重要的研究方向。本文针对双调谐滤波器参数设计的问题,在总结国内外双调谐滤波器设计方法的基础上,从调谐频率角度出发,针对双调谐滤波器的一般模型进行深入的理论分析和技术研究,引入了基于调谐频率的阻抗解析式这一概念,分析了双调谐滤波器的工作原理,提出了基于调谐频率设计双调谐滤波器的新方法。其次,分析了双调谐滤波器失谐的常见原因,并研究了系统频率偏移、电压变化、负载变化、元件参数漂移对双调谐滤波器的影响,提出了解决此问题的理论和方法。本文以MATLAB7.11/Simulink为工具,以电镀基地谐波治理为背景,建立谐波治理的仿真平台。用仿真实验展示了5次、7次双调谐滤波器的阻抗特性曲线级滤波效果;并与单调谐滤波器在滤波效果及鲁棒性方面做了对比仿真实验;最后通过仿真实验证明了系统频率偏移、电压、负载变化、元件漂移对双调谐滤波器的影响,并验证了失谐问题解决方法的正确性。基于调谐频率设计双调谐滤波器的方法思路清晰,摆脱了传统方法解方程组的繁琐过程,对双调谐滤波器参数设计的研究具有重要科学指导意义;关于双调谐滤波器自调谐方面的研究,对双调谐滤波器在现实中的广泛运用具有重要指导意义。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 谐波及其危害  9-10
    1.1.1 谐波的产生  9
    1.1.2 谐波的危害  9-10
  1.2 滤波器简介  10-11
    1.2.1 无源滤波器  10-11
    1.2.2 有源电力滤波器  11
  1.3 双调谐滤波器的研究意义和研究现状  11-13
    1.3.1 双调谐滤波器的研究意义  11-12
    1.3.2 双调谐滤波器的研究现状  12-13
  1.4 本文研究的内容  13
  1.5 本文章节安排  13-14
  1.6 本章小结  14-15
第二章 双调谐滤波器的传统设计方法  15-27
  2.1 谐波的基本概念及公用电网滤波标准  15-18
    2.1.1 谐波的基本概念  15-17
    2.1.2 共用电网滤波标准  17-18
  2.2 无源滤波器拓扑结构及阻抗特性  18-21
    2.2.1 单调谐滤波器的拓扑结构及阻抗特性  18-19
    2.2.2 双调谐滤波器的拓扑结构及其阻抗特性  19-21
  2.3 单调谐滤波器的设计方法  21-22
  2.4 双调谐滤波器的设计方法  22-26
    2.4.1 按给定基波无功设计  22-23
    2.4.2 按最小滤波电容设计  23-24
    2.4.3 等效法  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章 基于调谐频率设计双调谐滤波器的新方法  27-38
  3.1 双调谐滤波器关于调谐频率的阻抗解析  27-29
    3.1.1 两并联单调谐滤波器阻抗关于调谐频率的阻抗解析  27-28
    3.1.2 双调谐滤波器阻抗关于调谐频率的解析式  28-29
  3.2 双调谐滤波器工作原理的定性分析  29-30
    3.2.1 对串联支路和并联支路的分析  29
    3.2.2 双调谐滤波器工作原理的定性分析  29-30
  3.3 基于调谐频率设计双调谐滤波器的新方法  30-31
  3.4 基于调谐频率设计双调谐滤波器方法的局限性分析  31-33
    3.4.1 基于调谐频率新设计方法的总结  31-32
    3.4.2 基于调谐频率设计多调谐滤波器方法的局限性  32-33
  3.5 双调谐率波器的改善措施  33-37
    3.5.1 双调谐滤波器的鲁棒性  33-34
    3.5.2 双调谐滤波器的改善措施  34-37
  3.6 本章小结  37-38
第四章 仿真分析  38-55
  4.1 仿真平台建立  38-40
  4.2 5、7次双调谐滤波器的阻抗特性曲线分析  40-41
    4.2.1 5、7次单调谐滤波器的设计  40
    4.2.2 5、7次双调谐滤波器及其阻抗曲线  40-41
  4.3 双调谐滤波器滤波效果的仿真验证  41-46
  4.4 双调谐滤波器与单调谐滤波器的对比仿真实验  46-48
    4.4.1 滤波效果的对比仿真实验  46-47
    4.4.2 鲁棒性对比仿真实验  47-48
  4.5 关于系统频率偏移、电压、负载变化、元件漂移对双调谐率波影响的仿真实验  48-54
    4.5.1 系统频率偏移对双调谐滤波器影响的仿真实验  48-50
    4.5.2 系统电压对双调谐滤波器影响的仿真实验  50-51
    4.5.3 负载变化对双调谐滤波器影响的仿真实验  51-52
    4.5.4 元件漂移对双调谐滤波器影响的仿真实验  52-54
  4.6 本章小结  54-55
第五章 总结与展望  55-56
  5.1 总结  55
  5.2 展望  55-56
参考文献  56-59
攻读硕士学位期间发表和完成的论文  59-60
致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 滤波技术、滤波器
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