运用遗传算法选择性消除超声波电源高次谐波的研究

裴玖玲　孙少杰

摘 要：目前，超声波清洗红枣因清洗效果好、红枣品质高而在红枣加工行业受到青睐。但是，传统的超声波电源因为含有高次谐波使输出电压出现畸变。为了得到正弦的高频输出电压，文中提出一种使用遗传算法选择性消除高次谐波的方法，叙述了使用遗传算法提高功率因数的方法、步骤，通过离线计算，得到消除超声波电源中输出电压的3次、5次、7次谐波的最优开关角。超声波电源的Matlab仿真波形和实验波形，都表明了遗传算法提高功率因数有减少计算量，快速收敛和保证最优的优点。

关键词：遗传算法 超声波电源 谐波消除 SPWM

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0119-02

近年来，新疆红枣业广泛采用了超声波清洗，提高了红枣品质，节约了能源。然而，目前谐波干扰使传统超声波电源输出电压失真现象。文中根据超声波电源的组成和调制方法，重点讲解了用遗传算法来消除超声波电源谐波问题的原理和步骤，结果表明采用遗传算法消除超声波电源中的谐波，提高功率因数是一种行之有效的方法。

1 超声波电源和SPWM调制

超声波电源主电路主要包括整流、逆变两大部分，其中整流电路把220 V，50 Hz市电变为直流电，逆变再把直流电转变为超声频的交流电。所以，逆变是超声波电源的核心部分，一般采取桥式电路，4个VT1-VT4功率管（IGBT）在脉冲控制下轮流导通，通过控制IGBT的导通、关断来调节逆变器输出电压频率和功率。因为桥式逆变电路中开关管是轮流导通的，输出电压无可避免存在一定的谐波，那么如何减小谐波，提高功率因数在超声波电源电路的设计中是个非常重要的问题。……