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易灵芝,李真贵,范朝冬,梁湘湘,马文斌.基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化[J].电源学报,2017,15(6):101-107
基于分子动理论算法的三电平逆变器谐波优化
Optimization of Phase Current Harmonic for Three-level Inverter Based on MMT-OA
投稿时间:2015-12-21  修订日期:2016-04-01
DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2017.6.101
中文关键词:  牵引逆变器  谐波优化  分子动理论优化算法  脉宽调制(PWM)  总谐波畸变率
英文关键词:traction inverter  harmonic optimization  optimization algorithm based on molecular motion theory(MMT-OA)  pulse width modulation(PWM)  total harmonic distortion(THD)
基金项目:国家自然科学基金资助项目(61572416);湖南省自然科学基金资助项目(2016JJ5033)
作者单位E-mail
易灵芝 智能计算与信息处理教育部重点实验室(湘潭大学), 湘潭 411105
湖南省"风电装备与电能变换"2011协同创新中心, 湘潭 411105 
ylzwyh@xtu.edu.cn 
李真贵 智能计算与信息处理教育部重点实验室(湘潭大学), 湘潭 411105  
范朝冬 智能计算与信息处理教育部重点实验室(湘潭大学), 湘潭 411105  
梁湘湘 南车株洲电机有限公司, 株洲 412001  
马文斌 南车株洲电机有限公司, 株洲 412001  
摘要点击次数: 786
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中文摘要:
      在许多大功率交流传动场合下,开关损耗大。为了降低开关损耗,提高逆变器效率,开关频率一般限制在1 kHz以下,导致牵引逆变器中含有大量的谐波。以应用于大功率电力机车的三电平逆变器为特定的研究对象,建立了三电平逆变器最小相电流总谐波畸变率谐波优化模型。采用分子动理论优化算法求解模型时施加了消除窄脉冲算法,完成全调制范围、多种脉波条件下优化函数的求解。与传统SPWM和SHEPWM比较,MMT-PWM具有良好的谐波优化效果。最后,通过仿真实验和硬件实验结果验证了理论分析的正确性。
英文摘要:
      On high-capacity AC drivers, the switching frequency is limited to a certain level, typically below 1 kHz, in order to reduce switching loss. Due to that, traction inverter output waveforms contain a lot of harmonics. The mathematical model of an optimal pulse width modulation(PWM) method is built, total harmonic distortion(THD) of phase currents is constituted focusing on the three-level inverter used on the high power electric locomotive. The narrow pulse elimination algorithm is applied while using optimization algorithm based on molecalar motion theory MMT-OA to solve the model. The solution of the optimization function on whole modulation range in various pulse wave is completed. MMT-PWM has a good result of harmonic optimization compared with sinusoidal pulse width modulation(SPWM) method and selective harmonic elimination PWM SHEPWM method. All design thoughts and theoretical are verified by emulation and experiment.
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