谐波滤波器的设计方法和建模分析.pdf

第24卷第6期 钦 州 学 院 学报 2009年6月 No．6 OF I刑ⅣERSnY VoL24 JOURNALQINZHOU June．．2009 谐波滤波器的 设计A-法和建模分析 宋艳琼 (广州航海高等专科学校轮机系，广东广州510725) [摘要]电力电子技术在电力推进船舶上的大量应用，带来了日益严重谐波问题。筒述了无源滤波器 的设计步骤，给出了无源滤波器的参数设定方法和具体计算过程，建立了12脉冲交直变流器和三相谐波滤波 器的SIMULINK仿真模型，比较启用三相谐波滤波器前后流入母线的电压和电流波形，并利用FFr分析工具比 较启用三相谐波滤波器前后流入母线电流谐波成分的结果。仿真结果表明，该谐波滤波器的设计方法是可行 的。能有效地抑制电力推进系统谐波。 [关键词] 三相无源滤波器；谐波抑制；电力推进船舶电网谐波；F盯 [中图分类号]U665．12[文献标识码]A[文章编号]1673—8314(2009)03—0042—02 与传统的推进系统相比，电力推进系统中， 彬／Q。；(3)为了滤除h。次谐波，电抗器的大小为 电力电子器件和变频设备的大量应用给船舶电 XL=Xc／h。2；(4)电抗器的电阻为尺=X．／Q，其中： 力系统上带来了谐波问题，且日益突出和严重， Q为滤波器的品质因数，30QIOO；特征电抗 国内外都发生过因谐波而引发的重大船舶事故。 为X。=Xu=Xc。=√xLxc=～|{o 一rr 传统的滤波器就是无源滤波器(PPF：Passive Y u Power 双调谐滤波器有两个谐振频率，同时吸收两 Filter)，是由滤波器电容器、电抗器和电阻 器适当组合而成的滤波装置。无源滤波器的应 个频率的谐波，其作用可以近似等效于两个并联 用已经有相当的历史，其设计方法稳定可靠，具 的单调谐滤波器。双调谐滤波器与两个单调谐滤 有结构简单、设备投资少、运行费用较低等优点。 波器相比，它在基频下的功率损耗较小，且只有一 在交流系统中，无源滤波器不仅可以起到滤波作 个电感器承受全部冲击电压。出于占地面积以及 用，而且还可以兼顾无功补偿的需求。因此它成 经济性的考虑。双调谐滤波器越来越多地被实际 为传统的补偿无功和抑制谐波的主要手段。 工程采用…。 高通滤波器有一阶、二阶、三阶和C型四种形 1 谐波滤波器的设计步骤 式。其中二阶高通滤波器的滤波性能最好，被广 按照调谐频率，无源滤波器可分为单调谐滤 泛使用拉J。对调谐h。次谐波的二阶谐滤波器的 波器、双调谐滤波器、高通滤波器等。 设计步骤与单调谐滤波器的前三步骤一致，不同 单调谐滤波器由电容C、电感L和电阻元件 的是：第四步中电抗器的电阻为R=五Q，O．5Q R串联而成…，主要用于滤除谐波源中的主要特 5。 征谐波。对调谐于h。次谐波的单调谐滤波器的 2谐波滤波器的参数设定 设计步骤如下：(1)确定电容器容量，当电容器在 交流电压下使用时，通常以其无功功率Qc来表示 (1)单调谐滤波器是最简单的谐波器。调谐 电容器的容量，单位为乏或千乏。本文中电容器 次数h．、品质因数Q和无功功率Q。的计算公式 如下。 容量等于谐波源需要的无功功率Q。，其单位为兆 乏(1MVar=lMW)；(2)电容器的电抗为Xc= [收稿日期]2008—11—03