单调谐无源滤波器研究及设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

在理想情况下,电力系统运行过程中,电压和电流应该是正弦波形,频率保持不变,这样才能保证系统的安全稳定运行和传输电能的效率最髙。正弦波形畸变的现象很早就在电力系统中出现,但是由于当时系统比较简单且容量不大,其对电力系统的影响和危害并不明显。随着国民经济的发展,越来越多的电力电子装置应用到电力系统的发电、输电、配电环节以及工农业生产和家庭的日常生活中。这些非线性负荷的广泛应用给人们带来了极大的便利,也使谐波污染问题成为人们关注的焦点。电网中主要的谐波源可分为两大类：一是含有半导体非线性元件的设备，如各类整流设备、交直流换流设备、变流器、逆变器、变频器、晶闸管控制器等；二是含有电弧和铁磁非线性元件的设备，如电弧炉、电焊机、荧光灯、铁磁谐振等设备。

谐波注入到公用电网,使公用电网电压畸变,威胁到电力系统的稳定和经济运行。电压波形畸变对电动机和变压器绝缘游离（局部放电）过程的产生和发展有很大的影响，引起绝缘介质强度降低，使用寿命缩短。谐波使电力电缆容量减少，损失增加，老化加剧，泄漏电流加大，有时会引起单项对地击穿。谐波对通讯设备、自动和远动装置、继电保护、测量设备和仪表等有各种危害。

谐波对电力系统或并联的负载产生种种危害，危害的程度决定于谐波量的大小和现场条件等因素。谐波使得电动机负载加重，产生振荡转矩，转速周期性变化。集肤效应使电动机和变压器铜损、铁损增加而过热；使变压器铁心产生磁滞伸缩现象，噪音增加。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

（1）单调谐无源滤波器的原理及拓扑结构

电容器、电阻和电抗器串联组成的滤波支路构成了单调谐滤波器的基本结构。当单调谐滤波器在调谐频率下发生串联谐振时,电容器与电抗器的阻抗之和趋近于零,滤波器呈纯阻性,有效的对非线性负载所产生的谐波电流进行了分流,从而达到减少注入电网中的谐波电流的目的。

3. 研究计划与安排

(1)第1-3周， 毕业设计(论文)开题报告；

(2)第4-5周 ，熟悉可控饱和电抗器结构及原理；

(3)第6-9周，研究单调谐无源滤波器机理；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 袁佑新,肖义平.可变电抗器的阻抗变换机理研究，武汉理工大学学报, 30(3):133-135，2008.3。

摘要：介绍了可变电抗器的构建和拓扑结构,从理论上着重分析研究了采用igbt管的可变电抗器的阻抗变换机理,并运用matlab/simulink分别从阻性负载和感性负载两方面对可变电抗器的阻抗变换进行了仿真,绘出了仿真曲线。仿真结果表明可变电抗器的阻抗变换理论是正确的。

[2] 常雨芳，袁佑新，黄文聪，徐艳．电力电子电抗器阻抗变换研究．武汉理工大学学报，2011，33（10）：127-130；