基于PWM的电能质量改善 的外文翻译.pdf

外 文 翻 译 题 目： 基于PWM技术的电能质量改善 基于PWM技术的电能质量改善 (最新工程的发展趋势，国际杂志。 第一卷，第4号，2009年5月) 摘要 本文阐述了供电时谐波对电能质量的影响。本文还论述了应用于减少谐波以及改善 基本峰值电压的不同PWM配置技术。此外，还综合比较不同技术的总谐波失真、FFT （快 速傅氏变换算法）和主导谐波分量等参数。本文附有MATLAB 的仿真波形以及怎样修正 仿真参数。在传统的定时采样PWM技术可以很容易达到允许的最小谐波，这让PWM改善 电能成为现实。本文描述了使用新型PWM技术来提高电能质量这一课题的发展趋势。 索引词：场效应管，电能质量，调制技术，总谐波失真。 1．引言 电能质量：“powerquality”这个词有很多复杂不一的解释，这不仅仅是应为在美语 中“power”与 “electricity”是同义词，而是因为这个词还有单位时间内传输多少电能的 意思。不同专家给出了不同的定义。下面给出统一的定义：实际电压值与理想电压值之 间的偏差。理想电压是振幅和频率不变的正弦波。电流质量与电压质量是类似的，也是 实际电流与理想电流的偏差。即理想电流也是振幅和频率不变的正弦波，但要求与当前 的正弦电压有同的相位。 图1 波形 （a）电压和电流线性负载波形 （b）非线性负载时电压及电流波形 (c)对称谐波分量 波形。 [1] 电能质量 是衡量电压质量和电流质量的一个整体。供电质量是衡量电网电压水平 与普通用户之间一个整体。同时用电的质量与长期供电质量是相辅相成的。 2、PWM技术 当今先进的固态功率器件和微处理器的飞速发展，开关电源中使用了更多和更现代 的电机驱动来转换、输送电机电能。开关电源是通过脉冲宽度调制(PWM)信号作用于功 率晶体管栅极来控制电机运行。PWM信号是固定频率和占空比可变的脉冲序列。在每个 PWM周期有个的固定占空比的脉冲。然而，脉宽的变化是按照调制信号从一个脉冲过度 到另一个脉冲。当PWM信号施加到功率晶体管的栅极，根据相同的调制信号，改变打开 和关闭晶体管的时间间隔，从而改变一个PWM周期到另一个PWM周期。PWM信号的频率 必须比调制信号的基频高得多，这样才能使传递到电机及其负载的电能主要取决于调制 [2] 信号 。 PWM 的优势（基于比较线性功率放大器与开关电源PWM）： 易于操作和控制， 没有温度变化和老化引起的漂移或线性失真， 与当今的数字微处理器相兼容， 低功耗。 PWM 的缺点： 大幅增加开关频率（在PU从1到21情况下），这意味着有更高要求对于相关的开 关设备。 同时产生高频谐波成分。 电流控制精度低。 下面是一些主要关注的问题，从而比较不同的PWM技术： 低开关损耗。 良好的直流电源利用率，具有相同直流电源输出更高电压的直流电源。 良好的线性电压或是线性电流控制。 尤其在低频区域工作时容易输出含有低频谐波成分的电压和电流。 基本的PWM技术是： 1、单脉冲宽度调制 2、多脉冲宽度调制 3、正弦脉宽调制（SPWM） [3] 然而，随着技术不断的进步，许多研究者提出了许多不同的先进调制技术 ，例如： 1、梯形调制 2、阶梯调制 3、阶梯调制 4、注入谐波调制 5、增量调制 6、空间矢量调制（SVPWM） 7、随机PWM 本文的目标如下： 1、本文中提出，用三个成熟的多载波PWM技术 （APOD、PD、POD三种技术）发出的线性 电压去衡量逆变器总谐波失真的百分数。 2、用谐波失真和失真度来评估每种技术的性能。 、限制谐波 根据IEEE519中对电压和电流的谐波限制，69千伏电力系统的谐波电压失真要低于 总谐波失真（THD）的5%；对于其它谐波，要限制在总谐波失真（THD）的3%。电流谐 波限值的变化是要根据注入系统的短路电流来确定。事实上，系统能解决的电网谐波能 力越强，用户被允许注入的谐波就越多。 谐波电流的限值是指用户使用电器时可以注入系统中谐波电流的最大值。电网的管 理者是负责向顾客提供稳定的 （低失真）电压。然而，当用户用电时恰好含有电流谐波 的允许值时，电网工作人员只能合理评估用户所遭受