基于遺傳算法的特定消諧技術研究.pdf

1、變頻器能夠驅動交流電動機的運行，主要進行轉速控制，調節(jié)輸出電壓、電流以及改變輸出頻率，是一種節(jié)能效果較好的電力電子裝置。變頻器的核心體現(xiàn)在逆變環(huán)節(jié)，即將給定的直流電輸入變?yōu)榭烧{的交流電輸出，但在這一過程中伴隨著大量諧波的產生，對電動機負載影響極其惡劣，很難實現(xiàn)穩(wěn)定運行，而特定消諧技術能夠有效地消除指定次諧波，對剩余其它次諧波也得到較好的抑制，因此變頻器的使用效率得到了提升。以此技術為基本原理設計出來的特定消諧式變頻器輸出電流波形接近正弦

2、波，交流電動機的運行得到了很大的改善。
　　首先，通過對特定消諧技術基本原理的進一步分析和研究，利用傅立葉級數變換對三相電壓型逆變器輸出的電壓波形建立消諧模型。該模型為輸出基波電壓及各次諧波電壓與開關角之間的非線性超越方程組，如何找到一種快速有效的解法成為研究特定消諧技術的當務之急。傳統(tǒng)的牛頓迭代算法可以實現(xiàn)開關角的求解，但對初值要求比較苛刻，計算上花費時間相對較長，本文提出了將遺傳算法應用于特定消諧技術中，該算法對初值選擇是隨機

3、的且收斂速度較快。
　　其次，對雙極性下的特定消諧模型進行仿真分析，利用牛頓迭代算法、遺傳算法求解非線性超越方程組的開關角，觀察其開關角隨調制度變化曲線，比較其相電壓諧波畸變率大小，最終結合兩種方法的各自的優(yōu)勢，提出了改進措施，即混合遺傳算法。該算法對非線性超越方程組求解時先用基本的遺傳算法求出開關角的大小，將這一結果作為牛頓迭代算法的初值，然后利用牛頓迭代算法的計算流程找到滿足要求的精確解。將混合遺傳算法應用到非線性超越方程組的

4、求解，對其進行頻譜分析，觀察不同開關角、調制度下諧波抑制情況，結果表明在特定消諧技術中使用混合遺傳算法是切實可行的。
　　再次，設計了變壓變頻同步控制的特定消諧式變頻器，分為功率電路和控制電路兩部分，控制電路主要由 A/D變換器、壓頻轉換器、計數器及數據存儲器組成，而功率電路逆變部分采用的是三相電壓型電路。逆變電路主體中應用了DIP-IPM（智能功率模塊），實現(xiàn)了變頻器的逆變環(huán)節(jié)。
　　最后，通過對變頻器硬件電路的調試，完成