PWM 整流器克服了这些缺点,是一种高效、可靠、绿色的电能变换器。其特点主要具有:(1)双向的功率流动;(2)低畸变率且正弦化的输入电流;(3)单位或可调的功率因数;(4)可调的直流电压。因此PWM 整流器得到了广泛的应用。
根据直流侧电源类型,PWM 整流器可分为电压源型整流器(Voltage Source Rectifier- VSR)、电流源型整流器(Current Source Rectifier-CSR)和Z源整流器(Z-Source Rectifier-ZSR)。由于VSR的结构简单、储能效率高、损耗较低、动态响应快、控制方便。因此VSR 一直是PWM 整流器研究和应用的重点。根据并网交流信号不同,VSR又可分为电压控制和电流控制。由于电流控制的方法简单、直接,且具有限流和短路保护作用,因此使用比较广泛。VSR的电流控制方案一般采用以直流电压为外环、交流电流为内环的双环控制结构。根据电流内环是否引入交流电流反馈,可分为直接、间接两种电流控制,由于直接电流控制响应速度快,稳定性好,目前占主导地位。
目前,主要围绕以下几个方面研究PWM整流器控制技术:(1)减小交流侧输入电流谐波畸变率,降低其对电网的负面效应。(2)提高功率因数,减小整流的非线性,使之对电网而言相当于纯阻性负载。(3)提高系统动态响应能力,减小系统动态响应时间。(4)降低开关损耗,提高整个装置的效率。(5)减小直流侧纹波系数,缩小直流侧滤波器体积,减轻重量。(6)提高直流侧电压(电流)利用率,扩大调制波的控制范围。
1。2三相PWM整流器的研究内容
本文研究内容与安排:
(1)介绍了电力电子技术中PWM整流器的研究背景与意义;
(2)简述了三相PWM整流器的原理和数学模型;文献综述
(3)分析了在两相同步旋转坐标系下各电流分量的物理含义,介绍了在电网电压控制情况下无功电流,以及实现单位功率因数调节的控制方法;
(4)运用Matlab/Simulink构建了三相电压型PWM整流器的仿真平台。
2 PWM整流器的数学模型
2。1 PWM整流器的工作原理
在三相系统中,常用的是三相桥式电压型PWM整流器,这也是最基本的PWM整流电路之一,应用也最广泛。
图2。1为PWM整流器电路模型,由交流回路、功率开关管桥路以及直流回路3部分构成[1]。交流回路有交流的电动势e,电感L,电阻R等;直流回路有负载电阻R及负载L;功率开关管桥路可由电压型或电流型桥路组成。