三相PWM整流器.pdf

【三相PWM整流器】是一种先进的电力电子技术，它在绿色能源技术中扮演着重要角色，能够实现电流正弦化和功率因数调整。PWM（脉宽调制）整流器通过使用IGBT或MOSFET等自关断器件替代传统的二极管或晶闸管，并结合SPWM（空间矢量脉宽调制）技术，使得输入电流接近正弦波形，同时保持电流和电压同相位。 ### PWM整流器原理 PWM整流电路的核心在于将二极管或晶闸管替换为可控开关元件，并采用SPWM技术。这种技术可以产生一个含有高频谐波但低次谐波成分少的PWM波形。由于电感Ls的存在，这些高频谐波只会影响交流电流is产生轻微的脉动，而is在理想情况下会是与电源频率相同的正弦波。 ### 单相PWM整流电路 单相全桥PWM整流电路包括交流侧电感Ls、电阻Rs，以及通过SPWM技术生成的PWM波uAB。通过调节uAB中的基波分量幅值和相位，可以使得交流电流is与电源电压us同相位，从而实现功率因数为1的运行状态。此外，PWM整流电路可以灵活地在整流和逆变状态之间切换，实现能量的双向流动。 ### 三相PWM整流电路 三相PWM整流电路的结构与单相类似，但有三个相位，通过SPWM控制产生正弦调制的PWM波uA、uB、uC，控制各相电流isA、isB、isC为正弦波且与电压同相，达到高功率因数运行。 ### VSR（电压源型整流器）控制策略 电压源型PWM整流器（VSR）的控制策略主要包括间接电流控制和直接电流控制。间接电流控制不引入交流电流反馈，通过调节电压相位和幅值来保持功率因数近似为1。直接电流控制则引入电流反馈，能更精确地控制电流波形，适用于对电流控制性能要求较高的应用，如有源电力滤波器。 ### 数学模型与dq变换 三相电压源型PWM整流器的数学模型通常建立在三相ABC坐标系和两相dq坐标系中。通过电流反馈解耦控制，可以设计电压环和电流环的数字化PI调节器，优化参数设定以实现高效控制。dq变换则帮助简化系统分析，便于控制器设计。 ### 总结 三相PWM整流器以其结构简单、损耗低的优势，在电力电子领域具有广泛的应用前景。通过深入理解其工作原理、控制策略和数学模型，可以优化设计，提高系统的效率和稳定性，使其在绿色能源系统、电力质量改善等领域发挥重要作用。