对基波的傅里叶分解计算
已知交流侧电流的表达式,就可以对其波形进行傅里叶分解,得到基波和各次谐波的有效值表达式如下:
(3-34)
(3-35)
由傅里叶分解还可得到基波的初相角,将其与相电压的初相角相减,即得到基波相位差φ1。最终φ1可由下式确定:
(3-36)
根据交流侧电流的表达式还可求出电流有效值的表达式如下:
(3-37)
式中
(3-38)
由式(3-34)~式(3-38)这几个表达式,即可求出各次谐波含量或者进行功率因数计算。
由式(3-34)和式(3-35)可知,电流中除基波外,仍然只含6k±1(k为正整数)次谐波,并可得各次谐波含量为
(3-39)
对此式分母进行化简,可得
(3-40)
化简中注意到换相重叠角γ一般不大,因而应用了
这两个近似等式。为记忆方便,还可设
则式(3-40)可记为
(3-41)
为了便于应用,可将对各次谐波含量的计算结果绘成曲线。图3-14~图3-19依次给出了5、7、11、13、17、19次谐波含量随α和γ变化的曲线。从图中可以看出:
(1)当触发延迟角α一定时,各次谐波含量都随着换相重叠角γ的增大而迅速减小。从波形上看,这显然是因为γ由零逐渐增大时电流由方波逐渐接近正弦形状的缘故。不过,这种变化到γ角大于360°/n以后就不太显著了。
(2)在相同的换相角γ下,各次谐波含量随触发延迟角α的增大而有所减小,但α大于60°以后就基本不太变化了。