導(dǎo)語：如何才能寫好一篇分步傅里葉法的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)相量，整流器，開關(guān)函數(shù)，MATLAB仿真

1 引言

動(dòng)態(tài)相量法的思想源于傳統(tǒng)的平均值法，是基于反映元件動(dòng)態(tài)特性的狀態(tài)變量對(duì)應(yīng)的時(shí)變傅立葉系數(shù)而推導(dǎo)的一種建模方法。動(dòng)態(tài)相量的概念在文[1]中首次引入，并應(yīng)用到串聯(lián)連續(xù)開關(guān) DC-DC 變換器中。。動(dòng)態(tài)相量模型是介于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型和詳細(xì)電磁暫態(tài)(EMT)模型之間的一種相量模型[2]，在系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中，可以在一定研究范圍內(nèi)(如穩(wěn)定分析 電磁暫態(tài)分析等)代替詳細(xì)時(shí)域模型，并且模型的復(fù)雜程度可根據(jù)分析的需要而改變。目前，此方法已被應(yīng)用于 FACTS器件的建模，三相電機(jī)建模以及應(yīng)用于故障分析中。研究表明，動(dòng)態(tài)相量模型在仿真中可以提高計(jì)算效率而又不失準(zhǔn)確性。

2 動(dòng)態(tài)相量法基本原理

動(dòng)態(tài)相量的加減運(yùn)算規(guī)則符合線性變量的迭加原理，其微分運(yùn)算和乘積運(yùn)算規(guī)則如下：

（1）對(duì)于第k次傅立葉系數(shù)，其微分運(yùn)算滿足

對(duì)于線性電路元件，諸如電阻、電感和電容可以分別得到

對(duì)一個(gè)電力電子器件進(jìn)行動(dòng)態(tài)相量建模，并忽略級(jí)數(shù)中不重要的相量項(xiàng)以簡化模型；將保留的主導(dǎo)相量作為狀態(tài)變量，可得元件的實(shí)用動(dòng)態(tài)相量模型，這就是動(dòng)態(tài)相量建模的主要思路。動(dòng)態(tài)相量建模時(shí)要保留哪些傅立葉系數(shù)項(xiàng)，要視物理問題的特性而定。

3整流器建模

整流器基本結(jié)構(gòu)如下：

圖一 整流器基本結(jié)構(gòu)

1 系統(tǒng)中的交流側(cè)電壓電流滿足三相平衡條件,為工頻正弦波；

2 橋臂由理想開關(guān)組成，正向漏電流為0；

4 六開關(guān)(整流器)以等間隔依次輪流觸發(fā)相隔1/6周期。。

3.1 時(shí)域動(dòng)態(tài)模型首先分析單橋整流器部分 假設(shè)交流側(cè)電壓三相平衡，相電壓的瞬時(shí)表達(dá)式為

對(duì)于包含開關(guān)器件的電路，可表示成特殊的線性電路。。對(duì)應(yīng)每種不同的開關(guān)導(dǎo)通組合，可處理為不同的線性電路。在變頻器中每個(gè)開關(guān)的狀態(tài)可分為 3 個(gè)不同的階段：導(dǎo)通、不導(dǎo)通和換相?；趽Q流器不同狀態(tài)的分段組合，用開關(guān)函數(shù)來表示元件的開關(guān)狀態(tài)。由于考慮到了直流換流橋的換相過程中電壓和電流的表現(xiàn)不同，分析中將電壓和電流對(duì)應(yīng)的開關(guān)函數(shù)分別表示。

3.2 三相平衡條件下整流器動(dòng)態(tài)相量模型上節(jié)是整流器在時(shí)域范圍的動(dòng)態(tài)方程， 對(duì)于交流側(cè)，只考慮基頻分量，對(duì)于直流側(cè)只考慮直流分量，假定這樣可以滿足系統(tǒng)精度的要求。在此基礎(chǔ)上，可推導(dǎo)整流器的動(dòng)態(tài)相量模型，對(duì)于整流側(cè)，有：

對(duì)于直流側(cè)，有

最后整理可得完整的動(dòng)態(tài)相量模型，分開寫成實(shí)部和虛部的形式為：

4、仿真

圖四仿真和模型輸出電壓比較

圖五a相仿真和模型電流比較

其中仿真值是在MATLAB環(huán)境中建立整流器模型的得到的電壓和電流曲線，模型值是動(dòng)態(tài)相量模型的電壓和電流曲線。從仿真結(jié)果可以看出，在整流器模型中，保留傅里葉級(jí)數(shù)中直流和基頻分量而忽略高次分量的動(dòng)態(tài)相量模型在幅值及變化趨勢(shì)上均較好地吻合了時(shí)域模型結(jié)果，另外，如果希望更進(jìn)一步的提高模型的精度，可以考慮保留一些更高次的諧波成分。

從相量的角度看，動(dòng)態(tài)相量體現(xiàn)的是時(shí)域仿真曲線的包絡(luò)線，相對(duì)于實(shí)際曲線而言，忽略一些高次諧波后，它變化緩慢，因此在電力系統(tǒng)仿真中可以采用較大的積分步長，從而提高仿真速度和規(guī)模。

5、結(jié)論

針對(duì)于整流器的非線性特性，本文引入了動(dòng)態(tài)相量法來建立其模型，在模型的階數(shù)相對(duì)來說不是很高時(shí)，通過包絡(luò)線所體現(xiàn)的大信號(hào)特點(diǎn)在系統(tǒng)快速動(dòng)態(tài)分析中將具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，本文還給出了時(shí)域微分方程和動(dòng)態(tài)相量模型的仿真結(jié)果，結(jié)果表明動(dòng)態(tài)相量法的精度比較高，是一種比較有效的建模方法。

參考文獻(xiàn)

[1] Sanders S R, Noworolski J M, Liu X Z, etal. Generalized averaging method for power conversioncircuits [J]. IEEE Trans on Power Electronics, 1991, 6(2) 251-259.

[2] Wood A R, Arrillaga J, HVDCconvertor waveform distortion: afrequency-domain analysis [J]. IEE Proc.Gener. Transm. Distrib , 1995,88-96.142(1)

[3] 中點(diǎn)鉗位式三電平STATCOM的動(dòng)態(tài)相量建模與仿真，劉皓明、戚慶茹等，電力自動(dòng)化設(shè)備，第25卷第8期，2005.08，P18-22

[4]基于傅里葉級(jí)數(shù)的動(dòng)態(tài)相量建模法何瑞文，蔡澤祥，機(jī)電工程技術(shù)，2004年第33卷第8期，P76-81

[5]運(yùn)用動(dòng)態(tài)相量法對(duì)電力電子裝置建模與仿真初探，戚慶茹，焦連偉等，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，第27卷第9期，2003.5，P6-11