【正文】 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ I 摘要 隨著電力電子器件、 高精度高速運算芯片 、實時仿真 及 控制等技術的 飛速 發(fā)展 ，各類電力電子裝置正廣泛地應用于交直流可調(diào)電源、電力供電系統(tǒng)、電氣傳動控制與電化學生產(chǎn)等領域，然而大多數(shù)的電力電子裝置都是通過變流器與電網(wǎng)相連，總存在網(wǎng)側功率因數(shù)低以及輸入電流諧波成分高的問題。 為了減小諧波干擾對電網(wǎng)質(zhì)量的危害，以及可能因此而引發(fā)的事故， 1994 年 3月國家技術監(jiān)督局頒布了國標 GB/T 145491993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》。抑制電力諧波提高功率因數(shù)的方法主要有兩種，一種是裝設專用的諧波補償裝置，該方法相應 地帶來了成本增加的問題；另一種是采用新型的高功率因數(shù)變流器。 PWM整流器作為高功率因數(shù)變流器的一個重要方向，在各種工業(yè)生產(chǎn)領域扮演著重要角色。它不僅要求中間直流環(huán)節(jié)的電壓保持恒定，交流側功率因數(shù)為 1，還要求盡量減少電流諧波。 然而相對于兩電平 PWM整流電路，三電平 PWM整流器的功率開關管所承受的關斷電壓為直流側電壓的一半，減少了功率開關管的電壓強度，同時電平數(shù)的增加使入端電流更接近正弦波，在同樣的的開關頻率及控制方式下，其電流諧波總畸變率（ THD）要遠小于兩電平 PWM整流器。 因此，本畢業(yè)設計以單相三電平 PWM 整流器為研究對象 , 首先介紹了課題的產(chǎn)生背景、研究概況及意義，闡述了 PWM 整流器的工作原理，并對其開關工作模態(tài)以及拓撲結構進行了分析；其次，在此基礎上，建立了三電平整流器的系統(tǒng)數(shù)學模型，并對 PWM 控制技術進行總結，采用電壓電流雙閉環(huán)控制，利用 MATLAB/Simulink進行了仿真實驗。仿真結果表明，系統(tǒng)的工作情況與理論分析相符合，該系統(tǒng)不僅能使直流電壓在一定范圍內(nèi)可調(diào)，而且使整流器交流側電流諧波降低，實現(xiàn)了單位功率因數(shù)運行。 關鍵詞 ：三電平整流 功率因數(shù)校正 MATLAB 仿 真 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ II ABSTRACT With the rapid development of power electronic devices, highprecision highspeed puting chip, realtime simulation and control technology, various types of power electronic devices are widely used in ACDC adjustable power supply, power supply systems, electrical transmission control and electrochemical production etc, but most power electronic devices connected to the grid through the converter, there is always the low power factor and high harmonics problem of the input current. In order to reduce the harm of gridquality by the harmonicinterference, and the accident may resulted form it, the State Bureau of Technical Supervision issued a national standard GB/T 145491993 harmonic power quality utility in March 1994. There are two methods to improve power factor and inhibit power harmonic, one is the installation of a dedicated harmonic pensation devices, the method has brought a corresponding increase problem in the cost 。 the other is using the new high power factor converter . PWM rectifier ,as an important direction of high power factor converters, plays an important role in the various areas of industrial production. It not only requires the constant of middle dc voltage, AC power factor is 1, also required to minimize the current harmonics. However, in related to the twolevel PWM rectifier, the DC side power switch turnoff voltages of threelevel PWM rectifier are the half, so it reduce the power voltage strength, and the increase of the level’s numbers makes the inputside current closer to the sine wave, and at the same switching frequency and control mode, the total current harmonic distortion (THD) is much smaller than the twolevel rectifier. Therefore, this graduatingdesign choose the singlephase threelevel PWM rectifier as research object. First this paper introduces the background, research survey and significance of this research subject, explains the working principle of the PWM rectifier and analyzes its switching modes and topology。 Secondly, on this basis, a system mathematical model of the threelevel rectifier is built, then begin a MATLAB/simulink simulation 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ III experiment with the summary of PWM control techniques and the use of voltage and current double closed loop control. Simulation results show that the work of the system consistent with the theoretical analysis, this system not only enables the DC voltage is adjustable within a certain range, but also reduce the rectifier AC side current harmonics to achieve the unity power factor operation. Key words: threelevel power factor correction MATLAB simulation 主要符號說明 Su 輸入交流電源電壓 si 網(wǎng)側電流 abAB uu / 交流側調(diào)制電壓 du 直流側輸出電壓 di 直流側輸出負載電流 gi 中點箝位電流 1u 直流側電容 C1 兩端電壓 2u 直流側電容 C2 兩端電壓 aS1 aS4 / b1S bS4 三電平整流器左 /右半橋臂四個開關管 aVD1 aVD4 / bVD1 bVD4 三電平整流器 8 個反并聯(lián)二極管 1C / 2C 直流側上下兩個支撐電容 R 入端電阻 L 入端電感 LR 直流側輸出負載電阻 AS 三電平整流電路簡化模型的 A 相開關 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ IV BS 三電平整流電路簡化模型的 B 相開關 安徽工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文）說明書 第 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ V 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明