整流电路的谐波分析课件

2.5整流电路的谐波与功率因数2.5整流电路的谐波与功率因数11.谐波基本概念正弦电压，可表示为：

其中

－电压有效值

－初相角

－角频率1.谐波基本概念正弦电压，可表示为：21.谐波基本概念非正弦电压，可表示为：

直流分量交流分量幅值1.谐波基本概念非正弦电压，可表示为：直流分量交流分量幅值31.谐波基本概念国际电工（IEC:InternationalElectrotechnicalCommission）标准（IEC555-2,1982）定义谐波为：谐波分量为周期量的傅里叶级数中大于1的次分量。谐波次数

定义为：

谐波频率和基波频率之比。电气和电子工程师协会标准（IEEE标准519～1981）定义谐波为：谐波为一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。1.谐波基本概念国际电工（IEC:Internationa4谐波含有率次谐波电压含有率次谐波电流含有率总畸变率THD（TotalHarmonicDistortion):谐波成分有效值1.谐波基本概念（1-5）谐波含有率次谐波电压含有率次谐波电流含有率总畸变率THD（5对称三相电路：幅值相等，相位相差零序谐波正序谐波负序谐波1.谐波基本概念对称三相电路：幅值相等，相位相差零序谐波正序谐波负序谐波1.6不对称三相电路：包含零序、正序、负序分量1.谐波基本概念不对称三相电路：包含零序、正序、负序分量1.谐波基本概念72.无功的基本概念1）

线性电路：有功：无功：视在：2.无功的基本概念1）线性电路：有功：无功：视在：82.无功的基本概念2）

非线性电路：定义与线性电路相同2.无功的基本概念2）非线性电路：定义与线性电路相同9至今没有被广泛接受的权威定义同次谐波电压谐波电流产生的无功不同次谐波电压谐波电流产生的无功2.无功的基本概念至今没有被广泛接受的权威定义同次谐波电压谐波电流产生的无功10公用电网中，通常电压的波形畸变很小为电压与基波电流间的相位差2.无功的基本概念公用电网中，通常电压的波形畸变很小为电压与基波电流间的相位差11三相电路的功率因数：对称：不对称：没有统一定义

理论依据不充分关于无功、功率因数的计算值得探讨1.2无功的基本概念三相电路的功率因数：1.2无功的基本概念12主要谐波源：传统非线性设备，包括变压器、旋转电机以及电弧炉等。现代电力电子非线性设备由于电力电子设备在各行业的大量应用，作为非线性设备（谐波源）衍生物的电力谐波也比较普遍，根据日本电气学会对186家有代表性的电力用户的调查结果，无谐波源的用户仅占6％，主要谐波源来自90％的电力电子装置用户，电力电子变换装置是目前主要的谐波源。3.谐波的产生与危害主要谐波源：3.谐波的产生与危害13谐波的危害：1、线路损耗增加，传输能力下降2、引起谐振和谐波的放大3、使电机和变压器损耗增加，引起电机机械振动4、对继电保护、通信系统产生干扰3.谐波的产生与危害谐波的危害：1、线路损耗增加，传输能力下降3.谐波的产生与危143.谐波的产生与危害项目：浙江移动公司问题描述：浙江移动公司两台250kVA的UPS在运行中产生了大量的谐波，和其它的非线性负载产生的谐波叠加，导致电压总畸变率达到6.2%，不符合通信配电系统的要求。治理措施：应用1套AccuSine/3L-100A进行谐波治理3.谐波的产生与危害项目：浙江移动公司154.谐波标准国际的谐波标准：IEEE519,国际电工委员会（IEC)制定的IEC61000系列标准，欧洲电工标准化委员会批准的EN等技术指标：电压总谐波畸变率、各次电压含有率、谐波电流的限制值、用户注入电网谐波电流的限制值。在我国，1993年发布了国家标准GB/T14549-93主要内容有：不同谐波源的谐波叠加计算、0.38～110kV各级电网电压总谐波畸变率限制、用户注入电网谐波电流允许值等。4.谐波标准国际的谐波标准：IEEE519,国际电工委员会（16电网标称电压（kV）电网总谐波畸变率%各次谐波电压含有率%

奇次

偶次0.385.04.02.064.03.21.610353.02.11.2661102.01.60.84.谐波标准

国家标准GB/T14549-1993表1国家标准GB/T14549-1993电网标称电压（kV）电网总谐波畸变率各次谐波电压含有率%0.174.谐波标准表2低压电网谐波标准GB/T14549-19934.谐波标准表2低压电网谐波标准GB/T14549-199184.谐波标准MaximumHarmonicCurrentDistortioninPercentof.IndividualHarmonicOrder(OddHarmonics)THD<20*4.02.01.50.60.35.020<507.03.52.51.00.58.050<10010.04.54.01.50.712.0100<100012.05.55.02.01.015.0>100015.07.06.02.51.420.0Evenharmonicsarelimitedto25%oftheoddharmoniclimitsabove.Currentdistortionsthatresultinadcoffset,e.g.,half-waveconverters,arenotallowed.*Allpowergenerationequipmentislimitedtothesevaluesofcurrentdistortion,regardlessofactual.Where=maximumshort-circuitcurrentatPCC.=maximumdemandloadcurrent(fundamentalfrequencycomponent)atPCC.IEEESTD.519-1992表1-3IEEESTD.519-19924.谐波标准MaximumHarmonicCurrent19二极管整流电路电容滤波可控硅整流电路电阻负载，相角30度PWM整流器整流状态××√控制系统的建模实例_三相电压型PWM整流器

研究背景及意义二极管整流电路可控硅整流电路PWM整流器××√控制系统的20三相电压型PWM整流器三相电压型PWM整流器

三相电压型PWM整流器三相电压型PWM整流器

Page212.5整流电路的谐波与功率因数2.5整流电路的谐波与功率因数221.谐波基本概念正弦电压，可表示为：

其中

－电压有效值

－初相角

－角频率1.谐波基本概念正弦电压，可表示为：231.谐波基本概念非正弦电压，可表示为：

直流分量交流分量幅值1.谐波基本概念非正弦电压，可表示为：直流分量交流分量幅值241.谐波基本概念国际电工（IEC:InternationalElectrotechnicalCommission）标准（IEC555-2,1982）定义谐波为：谐波分量为周期量的傅里叶级数中大于1的次分量。谐波次数

定义为：

谐波频率和基波频率之比。电气和电子工程师协会标准（IEEE标准519～1981）定义谐波为：谐波为一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。1.谐波基本概念国际电工（IEC:Internationa25谐波含有率次谐波电压含有率次谐波电流含有率总畸变率THD（TotalHarmonicDistortion):谐波成分有效值1.谐波基本概念（1-5）谐波含有率次谐波电压含有率次谐波电流含有率总畸变率THD（26对称三相电路：幅值相等，相位相差零序谐波正序谐波负序谐波1.谐波基本概念对称三相电路：幅值相等，相位相差零序谐波正序谐波负序谐波1.27不对称三相电路：包含零序、正序、负序分量1.谐波基本概念不对称三相电路：包含零序、正序、负序分量1.谐波基本概念282.无功的基本概念1）

线性电路：有功：无功：视在：2.无功的基本概念1）线性电路：有功：无功：视在：292.无功的基本概念2）

非线性电路：定义与线性电路相同2.无功的基本概念2）非线性电路：定义与线性电路相同30至今没有被广泛接受的权威定义同次谐波电压谐波电流产生的无功不同次谐波电压谐波电流产生的无功2.无功的基本概念至今没有被广泛接受的权威定义同次谐波电压谐波电流产生的无功31公用电网中，通常电压的波形畸变很小为电压与基波电流间的相位差2.无功的基本概念公用电网中，通常电压的波形畸变很小为电压与基波电流间的相位差32三相电路的功率因数：对称：不对称：没有统一定义

理论依据不充分关于无功、功率因数的计算值得探讨1.2无功的基本概念三相电路的功率因数：1.2无功的基本概念33主要谐波源：传统非线性设备，包括变压器、旋转电机以及电弧炉等。现代电力电子非线性设备由于电力电子设备在各行业的大量应用，作为非线性设备（谐波源）衍生物的电力谐波也比较普遍，根据日本电气学会对186家有代表性的电力用户的调查结果，无谐波源的用户仅占6％，主要谐波源来自90％的电力电子装置用户，电力电子变换装置是目前主要的谐波源。3.谐波的产生与危害主要谐波源：3.谐波的产生与危害34谐波的危害：1、线路损耗增加，传输能力下降2、引起谐振和谐波的放大3、使电机和变压器损耗增加，引起电机机械振动4、对继电保护、通信系统产生干扰3.谐波的产生与危害谐波的危害：1、线路损耗增加，传输能力下降3.谐波的产生与危353.谐波的产生与危害项目：浙江移动公司问题描述：浙江移动公司两台250kVA的UPS在运行中产生了大量的谐波，和其它的非线性负载产生的谐波叠加，导致电压总畸变率达到6.2%，不符合通信配电系统的要求。治理措施：应用1套AccuSine/3L-100A进行谐波治理3.谐波的产生与危害项目：浙江移动公司364.谐波标准国际的谐波标准：IEEE519,国际电工委员会（IEC)制定的IEC61000系列标准，欧洲电工标准化委员会批准的EN等技术指标：电压总谐波畸变率、各次电压含有率、谐波电流的限制值、用户注入电网谐波电流的限制值。在我国，1993年发布了国家标准GB/T14549-93主要内容有：不同谐波源的谐波叠加计算、0.38～110kV各级电网电压总谐波畸变率限制、用户注入电网谐波电流允许值等。4.谐波标准国际的谐波标准：IEEE519,国际电工委员会（37电网标称电压（kV）电网总谐波畸变率%各次谐波电压含有率%

奇次

偶次0.385.04.02.064.03.21.610353.02.11.2661102.01.60.84.谐波标准

国家标准GB/T14549-1993表1国家标准GB/T14549-1993电网标称电压（kV）电网总谐波畸变率各次谐波电压含有率%0.384.谐波标准表2低压电网谐波标准GB/T14549-19934.谐波标准表2低压电网谐波标准GB/T14549-199394.谐波标准MaximumHarmonicCurrentDistortioninPercentof.IndividualHarmonicOrder(OddHarmonics)THD<20*4.02.01.50.60.35.020<507.03.52.51.00.58.050<10010.04.54.01.50.712.0100<100012.05.55.02.01.015.0>100015.07.06.02.51.420.0Evenharmonicsarelimi