【正文】 l rectifier design and operating costs. From reality, this paper first introduces the history of the development of the threephase voltagetype PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. Indepth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable threephase voltagetype PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation. Key words: PWM rectifier。直流電壓波動太大給負(fù)載帶來了不良影響、濾波裝置體積龐大會導(dǎo)致整流器笨重并且設(shè)備占地面積增大、電網(wǎng)電力畸變率大諧波含量高從而需要無功補(bǔ)償裝置，這些都增大了傳統(tǒng)整流器的設(shè)計(jì)與運(yùn)行成本。 本文從實(shí)際出發(fā)，首先介紹了三相電壓型 PWM 整流器的發(fā)展史，電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及電路的控制策略。 SVPWM modulation。 整流器 的發(fā)展 經(jīng)歷了不可控整流、 半控 整流和 全控 整流三個階段。 (4) 直流 側(cè)平波電抗器 的電抗值很大，體積龐大笨重，成本提升。 (3) 造成 公共大 電網(wǎng)與補(bǔ)償 無功的 電容器之間發(fā)生諧振諧振。 解決 公共大 電網(wǎng)諧波 電流和電壓 污染的途徑主要有兩種 方法 ： 一是在電力系統(tǒng)中加入補(bǔ)償器來補(bǔ)償電網(wǎng)中的諧波 電壓和諧波電流 ，如有源電力濾波器 和 無源 LC 濾波器。 把PWM控制 技術(shù)應(yīng)用于全控器件組成的整流電路 中 ， 不僅 可運(yùn)行于高功率因數(shù)，甚至 還能實(shí)現(xiàn) 能量雙向流動， 是 真正實(shí)現(xiàn)綠色電能轉(zhuǎn)換 的措施 ，因而備受 眾多學(xué)者關(guān)注。 從 KW 到 MW 的高 壓大 功率 高 因數(shù)整流器 一般都是 采用 PWM 控制 技術(shù)。由此可見， PWM 整流 控制 技術(shù)代表著當(dāng)今解決諧波污染問題、實(shí)現(xiàn)高 壓大 功率因數(shù) 以及 新能源利用的發(fā)展方向， 同時也 是當(dāng)今電力電子技術(shù)中 ，最具有 基礎(chǔ)和前景的 控制 技術(shù)之一。 Akagi Hirofulni 等人 第一次 提出了基于 三相全橋電壓源型 PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無功補(bǔ)償器控制策略。 三相 PWM 整流器控制 技術(shù)的 研究 在 PWM 整流器技術(shù)發(fā)展 的 過程中， 三相 電壓型 PWM 整流器 ，其輸入整流器的 網(wǎng)側(cè)電流控制策略 可以大體的 分成兩類：另一類是直接電流控制策略 ； 一類是間接電流控制策略。在小功率 和低電壓的 場合， 三相 PWM 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 科學(xué) 研究 與實(shí) 際應(yīng)用，主要是 集中在減少 電力電子 功率 器件的 開關(guān) 頻率，以及 改進(jìn)直流 電壓的 輸出性能上 面 。 (2) 無網(wǎng)側(cè)電流傳感器 的 控制 與 無電網(wǎng)電動勢傳感器 ，這種控制策略有利于減小傳感器的使用，又有利于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是對于數(shù)學(xué)模型要求比較高。 二是使 PWM 整流器的交流側(cè)電流 ，即電網(wǎng)電流， 也根據(jù)不同的應(yīng)用場合，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功率因數(shù)要求 以及更加 快速精確的電流波形控制 中 [5,9]。 第三章： 深入研究三相電壓型 PWM 整流器 的 SVPWM 不同的調(diào)制策略，得到了有用的結(jié)論。三相半橋電路僅使用一半的開關(guān)管，且在交流輸入端 ,無需隔離變壓器。 CdUd cUs cD 1Us bUs aLsLsLsD 3RsRsRsD 5D 2D 6D 4RLI0+iaibicT1T3T5T4T6T2ABCMNid cO 圖 21 三相半橋 PWM 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 工作原理 圖 22 為電壓型 PWM 整流器電路模型，它由交流回路、功率開關(guān)橋路、直流回路組成， 功率開關(guān)管橋路可由電壓型或電流型橋路組成。 圖 23 PWM整流器四象限運(yùn)行矢量圖 在圖 （ a）中，電流矢量 I? 與電動勢矢量 E? 平行而且同向，此時 PWM 整流器網(wǎng)側(cè)呈現(xiàn)正電阻特性，圖 （ b）中， V? 滯后于 E? ， I? 和 E? 相位正好相同，為正阻特性運(yùn)行，圖 （ c）中；當(dāng)電壓矢量 V? 端點(diǎn)運(yùn)動至圓軌跡 C 點(diǎn)時，電流矢量 I? 比電動勢矢量 E? 超前 090 ，此時 PWM 整流器成現(xiàn)純電容特性運(yùn)行，圖 （ d）中， V? 超前于 E? ， I? 和 E? 相位正好相反，電路工作在逆變狀態(tài)，為負(fù)阻性運(yùn)行 。 錯誤 !未找到引用源。在 三相電路中， 存在的 物理量可以是電流、電壓，也可以是三相 有功 功率 和無功功率 等。 三相電壓型 PWM 整流器 在 電網(wǎng)側(cè)電壓空間矢量可表示為： ?sU =32 (usa+usb e ?120j +usc e ?240j ) （ 26） 可 得 ?rU =Um e t?j （ 27） 同 理，三相電壓型 PWM 整流器輸入 的 電流空間矢量為 ?I =32 (ia+ib e ?120j +ic e ?240j ) =Ime ）（ ???tj （ 28） 同理，三相電壓型 PWM 整流器輸入電壓空間矢量為 ?U =32 (ura+urb e ?120j +urc e ?240j )=Um e ）（ ???tj （ 29） 式 (29)的交流側(cè)低頻方程 同理 也可以表示成為空間矢量的形式，其矢量方程 可以 如下 9 Ls tIdd? +Rs ?I = ?sU ?rU （ 210） 將空間矢量方程 (210)做 成空間矢量圖， 即 如圖 23 所示 ： 圖 25 PWM整流器空間矢量圖 分析圖 25， 各 個 空間矢量 在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的相對位置是 保持不變 的 ，但都 幅值不變以 工頻 ? 的角速度 進(jìn)行 逆時針旋轉(zhuǎn) ，周期為工頻 。 由于變換前后總功率一定需要保持不變，將三相靜止坐標(biāo)系下的模型變成兩相靜止坐標(biāo)系下模型的變換矩陣為 ????????xx = 32????????????23 23 021 21 1??????????cbaxxx =C3s/2s??????????cbaxxx （ 211） 那么同理，從兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型到三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 ?sU ?rU ? Ls ?I Rs ?I ?I i s 的變換矩陣為 ??????????cbaxxx =32??????????????????23 21 23 210 1 ????????xx = C2s/3s ????????xx （ 212） 式中 C3s/2s 和 C2s/3s 互為 單位可 逆矩陣，即 C3s/2s假設(shè) dq 坐標(biāo)的 d 軸在初始時刻 ，是 和 αβ 坐標(biāo)的 α軸重合 的 ，則靜止坐標(biāo)系與 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系如下 ??????qdxx = ???????? tt tt ?? ?? c os sin sin c os ???????xxα =C2s/2r ????????xx （ 215） ??????βxx? = ???????? tc os sin sin c os ?? ??t tt ??????qdxx = C2r/2s ??????qdxx （ 216） 在式 (215)和 (216)中， C2s/2r 和 C2r/2s 為 Park 旋轉(zhuǎn)變換 可逆 矩陣， C2s/2r 是C2r/2s 的 逆矩陣， 得 C2s/2r PWM整流器 高頻通用數(shù)學(xué)模型 PWM 整理器的 低頻模型 ， 適合 應(yīng)用于 系統(tǒng)的分析 與 設(shè)計(jì)，但不能 有效的 反 β d α q 映整流器的 運(yùn)行在 高 開關(guān)頻率的 工作機(jī)理。開關(guān) Sa、 Sb、 Sc函數(shù)的定義如下 Sa=??? 下橋臂通上橋臂通a 0 a 1 （ 220） Sb=??? 下橋臂通上橋臂通b 0 b 1 （ 221） Sc=??? 下橋臂通上橋臂通c 0 c 1 （ 222） 那么三相電壓型 PWM 整流器交流側(cè)輸入電壓為 ???????????????)12(2)1S2(2)12(2cdcCGbdcBGadcAGSuUuUSuU (223) 根據(jù)圖 25所示 ，由基爾霍夫電壓定律 (KVL)可得方程組 13 ?????????????????????GOCGcscsscGOBGbsbssbGOAGasassaddddddUUtiLiRUUUtiLiRUUUtiLiRU （ 224） 對 于 三相 電壓型 PWM 整流器 來說 ，三相電流 ia、 ib、 ic的關(guān)系 可以表示 為 ia+ib+ic=0 （ 225） 將 方程式 (223)代入 方程 式 (224)中，聯(lián)立 方程組 (224)與 式 (225)，可求得電容中點(diǎn)電壓 為 UGO=31 udc(Sa+Sb+Sc)+21 udc+31 (usa+usb+usc) （ 226） 在圖 25中， 同理可得電流方程 iaSa+ibSb+icSc=C tudddc +0dcRu （ 227） 綜合式 (224)~(227)求得三相 電壓型的 PWM 整流器高頻 通用 數(shù)學(xué)模型，整如式 (228)所示 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????scsbsadccbaocbacbbcscbabscbaasdccsbsas0 0 0 32 31 3131 32 31 31