摘 要

目前在电力电子的应用领域中，绝大多数的变流装置都采用了整流环节，而且这些整流环节大多数采用的是电力电子器件所构成的可控整流源或者不可控整流源，这样就不可避免的给电网电压带来了污染，主要是对电网注入了大量的电流谐波，并降低了电网的功率因数。为了解决由整流源带来的这些问题，本文对电压型PWM整流器系统进行了研究，PWM整流器不仅能够实现整流器的整流输出电压在一定范围内可调，而且能够实现网侧电流的正弦化，并且能实现单位功率因数。因此，PWM整流器目前是电力电子领域中研究的热点。

由于PWM整流器系统的关键是对电流的控制，因此，电流控制策略的研究是本文研究讨论的重点。本文着重讨论了两种电流控制策略，一种是间接电流控制，另外一种是直接电流控制，本文对三相电压型PWM整流器的原理做了详细的介绍，主要是其的拓扑结构，工作原理，以及其在各个坐标系中的数学模型。

本文通过对电流控制策略的研究，本文得到了三相电压型PWM整流器的数学型，搭建了PWM整流器的控制xxxx，在模型仿真中不仅减小了网侧电流的谐波，同时还实现了网测电流的正弦化，而且提高了整流器的功率因数。

关键词： PWM整流器； 间接电流控制； 直接电流控制

ABSTRACT 2
1绪论 2
1.1课题研究背景及其意义 2
1.2 PWM整流器的应用领域 3
1.3 国内外发展及研究现状和发展前景 4
2.关于电压型PWM整流器的电流控制策略研究 5
3.关于PWM整流器拓扑结构的研究 5
5.关于电流型PWM整流器的研究 7
(1)仿真分析 8
(2)建模分析 8
(3)控制方法研究 9
(4)实验研究 9
2 PWM整流器结构、原理及数学模型 9
2.1 PWM整流器分类及结构 9
2.1.1 PWM整流器的分类 10
2.1.2 PWM整流器主电路的拓扑结构 10
2.2 PWM整流器的工作原理 12
2.3 三相电压型PWM整流器的数学模型 13
2.3.1 （A,B,C）坐标系下系统数学模型 14
2.3.2在 坐标系下系统数学模型 19
2.3.3在 坐标系下系统数学模型 23
3三相PWM整流器控制策略 25
3.1 VSR间接电流控制 25
3.1.1静态间接电流控制 26
3.1.2动态间接电流控制 27
3.2 VSR直接电流控制 28
3.2.1 固定开关频率PWM电流控制 29
3.2.2滞环PWM电流控制 29
4 三相电压型PWM整流器的控制仿真 31
4.1 系统结构 31
4.2 直流输出稳压分析 32
4.2.1 直流电压波形 32
4.2.2 突加负载的直流电压波形 33
4.3 对于不同直流电压给定值系统状况分析 35
4.3.1直流电压输出电压 过低时 35
结  论 39
参考文献 40

1绪论

1.1课题研究背景及其意义

由于电力电子技术、微电子技术和现代控制理论以惊人的速度向前发展，功率半导体器件性能不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关，如普通晶闸管(SCR)发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关，如双极型晶体管(BJT)、门极关断(GTO)晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、集成门极换向晶闸管(IGCT)、功率场效应晶体管(MOSFET)以及场控晶闸管(MCT)等。功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的迅速发展，出现了各类变流装置，如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛的应用。但是，目前这些变流装置很大一部分需要整流环节，以获得直流电压，由于常规整流环节广泛采用二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路，因而对电网注入了大量的谐波及无功功率，造成了电网的严重“污染”。工业用电的负荷，如大功率换流设备、轧机、电焊机、感应加热设备、通信设备和电力机车等的使用往往会造成电网的功率因数偏低和谐波污染。为了保证电网和用电设备的安全经济运行，目前许多国家、国际电工组织以及一些大电力公司都制定了相应的谐波标准，对用电设备入端性能作出严格限制，对入端功率因数和电流各次谐波含量都做出了具体的限定。随着这些规范逐渐被采用，功率因数和谐波含量成为电力电子设计人员必须考虑的问题。治理这种电网“污染”最根本措施就是，要求变流装置实现网侧电流正弦化，并且运行于单位功率因数。因此，作为电网主要“污染”源的整流器，首先受到了学术界的xx，并且在这一领域开展了大量的研究工作。其主要思路就是，将脉宽调制(PWM)技术引入到整流器的控制之中，设计出PWM整流器，使整流器网侧电流正弦化，并且相位可调，可以运行于单位功率因数。另外，PWM整流器为可逆型整流器，能量可以双向流动，整流器可以四象限运行。PWM整流器为四象限整流器，该整流器与其它类型整流器相比，具有以下特点：

(1)功率因数任意可调，可以实现能量的双向流动;

(2)整流器电网侧电流波形接近正弦波形，谐波含量少，只含幅值很小的高次谐波:

(3)动态响应好，适合用于负荷变化频繁的场合;

(4)直流端电压稳定，输出电压谐波含量少。

由于具有上述特点，PWM整流器可以广泛应用于需要能量反馈的位能负载或电动机频繁制动的场合，这样既节省了用来吸收回馈能量的笨重电阻负载，又能把能量回馈到电网，提高了能量的利用率。

参考文献

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[13] 熊健，PWM整流器的控制器工程化设计方法，电工电能新技术，2002

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