導語：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，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：動態相量，整流器，開關函數，MATLAB仿真

1 引言

動態相量法的思想源于傳統的平均值法，是基于反映元件動態特性的狀態變量對應的時變傅立葉系數而推導的一種建模方法。動態相量的概念在文[1]中首次引入，并應用到串聯連續開關 DC-DC 變換器中。。動態相量模型是介于準穩態模型和詳細電磁暫態(EMT)模型之間的一種相量模型[2]，在系統分析和設計中，可以在一定研究范圍內(如穩定分析 電磁暫態分析等)代替詳細時域模型，并且模型的復雜程度可根據分析的需要而改變。目前，此方法已被應用于 FACTS器件的建模，三相電機建模以及應用于故障分析中。研究表明，動態相量模型在仿真中可以提高計算效率而又不失準確性。

2 動態相量法基本原理

動態相量的加減運算規則符合線性變量的迭加原理，其微分運算和乘積運算規則如下：

（1）對于第k次傅立葉系數，其微分運算滿足

對于線性電路元件，諸如電阻、電感和電容可以分別得到

對一個電力電子器件進行動態相量建模，并忽略級數中不重要的相量項以簡化模型；將保留的主導相量作為狀態變量，可得元件的實用動態相量模型，這就是動態相量建模的主要思路。動態相量建模時要保留哪些傅立葉系數項，要視物理問題的特性而定。

3整流器建模

整流器基本結構如下：

圖一 整流器基本結構

1 系統中的交流側電壓電流滿足三相平衡條件,為工頻正弦波；

2 橋臂由理想開關組成，正向漏電流為0；

4 六開關(整流器)以等間隔依次輪流觸發相隔1/6周期。。

3.1 時域動態模型首先分析單橋整流器部分 假設交流側電壓三相平衡，相電壓的瞬時表達式為

對于包含開關器件的電路，可表示成特殊的線性電路。。對應每種不同的開關導通組合，可處理為不同的線性電路。在變頻器中每個開關的狀態可分為 3 個不同的階段：導通、不導通和換相。基于換流器不同狀態的分段組合，用開關函數來表示元件的開關狀態。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不同，分析中將電壓和電流對應的開關函數分別表示。

3.2 三相平衡條件下整流器動態相量模型上節是整流器在時域范圍的動態方程， 對于交流側，只考慮基頻分量，對于直流側只考慮直流分量，假定這樣可以滿足系統精度的要求。在此基礎上，可推導整流器的動態相量模型，對于整流側，有：

對于直流側，有

最后整理可得完整的動態相量模型，分開寫成實部和虛部的形式為：

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，模型值是動態相量模型的電壓和電流曲線。從仿真結果可以看出，在整流器模型中，保留傅里葉級數中直流和基頻分量而忽略高次分量的動態相量模型在幅值及變化趨勢上均較好地吻合了時域模型結果，另外，如果希望更進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，動態相量體現的是時域仿真曲線的包絡線，相對于實際曲線而言，忽略一些高次諧波后，它變化緩慢，因此在電力系統仿真中可以采用較大的積分步長，從而提高仿真速度和規模。

5、結論

針對于整流器的非線性特性，本文引入了動態相量法來建立其模型，在模型的階數相對來說不是很高時，通過包絡線所體現的大信號特點在系統快速動態分析中將具有非常顯著的優勢，同時，本文還給出了時域微分方程和動態相量模型的仿真結果，結果表明動態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

[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] 中點鉗位式三電平STATCOM的動態相量建模與仿真，劉皓明、戚慶茹等，電力自動化設備，第25卷第8期，2005.08，P18-22

[4]基于傅里葉級數的動態相量建模法何瑞文，蔡澤祥，機電工程技術，2004年第33卷第8期，P76-81

[5]運用動態相量法對電力電子裝置建模與仿真初探，戚慶茹，焦連偉等，電力系統自動化，第27卷第9期，2003.5，P6-11