【正文】 ??? 1 0 0 1 ????????sqsduu (234) 將 以上兩式 進(jìn)行對(duì)比可知 ，可以發(fā)現(xiàn) 三相電壓型的 PWM 整流器 的 交流側(cè)輸入電壓 量 與平均開(kāi)關(guān)函數(shù)的關(guān)系 可以有效的表示 為： ???????dc*qrqdc*drd uSu uSu (235) 從式 (235)可知 三相電壓型 PWM 整流器 的 直流側(cè)輸出電流 可以進(jìn)一步表示為 idc=idSd*+iqSd* (236) 經(jīng)過(guò)上述 坐標(biāo) 變換 之后 ，在 dq 同步旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)系中，對(duì)稱(chēng)的三相 電壓 正弦量變換 后 成了恒定的 不變的 直流量， 三相電壓型的 PWM整流器直流側(cè)輸出 的 電流中將不 再 含有低頻分量 ，只有直流分量，這給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了大大的好處 。 可見(jiàn)，在輸出直流電壓 udc恒定不變的情況下，利用 αβ/dq 坐標(biāo)變換，可得三相電壓型的 PWM 整流器兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的高頻數(shù)學(xué) 通用 模型，如式 (232)所 示 ??????????????????tuCtiLtiLdddddddcqsds=????????????????oqdqssdss1 RSSSRLSLR????????????dcqduii +??????????0 01 0 0 1????????sqsduu (232) 式（ 232） 中 dq同步旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)系 下 的 開(kāi)關(guān)函數(shù)為： (Sd Sq)T =C3s/2r(S? S? )T。 上述的數(shù)學(xué)模型可得三相 電壓型的 PWM 整流器高頻 通用 等效電路，如圖 26所示。高 開(kāi)關(guān)頻率通用數(shù)學(xué) 模型能真實(shí)地反映 電壓型 PWM 整流器的高 開(kāi)關(guān)頻率的運(yùn)行 機(jī)理，是 三相電壓型 PWM 整流器 真正意義上 的精確數(shù)學(xué)模型。 11 圖 26 αβ dp坐標(biāo)系的變 換關(guān)系 圖 26中 αβ和 dq坐標(biāo)系的變換關(guān)系，其中 φ=? t，由上述變換關(guān)系可得兩種坐標(biāo)系下的輸入電流之間的關(guān)系為 ??????qdii = ???????? tt tt ?? ?? c os sin sin c os ????????ii = C2s/2r ????????ii （ 217） 對(duì)式 (217)兩邊進(jìn)行求導(dǎo)，得： tdd ??????qdii = tdd ???????? ???????? ??iiC s/2r2 = C2s/2r tdd ????????ii + tCdd 2s/2r ????????ii =C2s/2r tdd ????????ii + ???????? 0 0 ? ? C2s/2r ????????ii (218) 將式 (218)兩邊同時(shí)乘以 Ls，可得 三相電壓型 PWM 整理器交流側(cè) 電壓和電流以及功率 在 dq 同步 坐標(biāo)系 中 的狀態(tài)方程 為 ????????????tiLtiLddddqsds= ????????ssss RL LR? ? ??????qdii ???????? 1 0 0 1 ??????rqrduu + ???????? 1 0 0 1 ??????sqsduu （ 219） 從式 (214)和式 (219)可以看出 ， αβ變換和 dq 變換將 兩 相 交流 變量變換成兩相 直流變 量， 這樣可以 大大 地 簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的分析 與 設(shè)計(jì)。利用式 (211)和式 (212)的模型，將 三相兩相 之間進(jìn)行 轉(zhuǎn) 換，可得 ????????????tiLtiLddddss??=C3s/2sAC2s/3s ????????ii C3s/2sB1C2s/3s ????????rruu +C3s/2sB2C2s/3s ????????ssuu （ 213） 式中 A=??????????sss 0 00 00 0 RRR ， B1= B2=??????????1 0 00 1 00 0 1 。 兩相坐標(biāo)系下的低頻數(shù) 學(xué)模型 以上分析了關(guān)于三相靜止的情況下坐標(biāo)系中 PWM 整流器的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行變換，可以有效的將三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型變換到兩相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。 通過(guò) park 變換，三相靜止坐標(biāo)系就變化到了兩相靜止坐標(biāo)系 ， Park 矢量的表達(dá)式 如下 X(t)=32 [Xa(t)+? Xb(t)+ 2? Xc(t)] （ 25） 式 (25)中 α 為 坐標(biāo)變換 旋轉(zhuǎn)因子， 其中 ? =e ?120j ， Xa(t)， Xb(t)， Xc(t)是三相物理量 ，可以是電壓，電流和無(wú)功功率等 。采用任意一種 控制策略， 其實(shí) 都是通過(guò)調(diào)節(jié) 整理器交流側(cè) 控制電壓實(shí)現(xiàn) 對(duì)整流器輸入電流的控制 ，這就是 PWM 整流器控制的 本質(zhì) 。其中低頻數(shù)學(xué)O′ V? O′ O′ E? I? o I? o E? O′ I? o V? E? V? I? o E? R e L C 7 模型忽略了與開(kāi)關(guān)頻率相關(guān)的高頻諧波，只考慮整流器的基本分量，低頻數(shù)學(xué)模型適合于系統(tǒng)的分析和參數(shù)設(shè)計(jì)，而高頻數(shù)學(xué)模型適合于系統(tǒng)仿真。若忽略 PWM 諧波分量，并且不計(jì)交流側(cè)電阻。本文所研究的整流器是針對(duì)三相負(fù)載平衡的狀況，所以主電路選擇三相半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 第五章：結(jié)論與展望，總結(jié)本文所做的工作以及未來(lái)將要做的工作。 本文的主要研究?jī)?nèi)容和重點(diǎn) 第一章：通過(guò)查 文獻(xiàn) 和 材料，闡述 了 課題 研究的背景、 PWM 整流器的發(fā)展現(xiàn)狀 等等 。 (4) 電網(wǎng)不平衡條件下的 PWM 整流器控制 策略，這種控制策略很實(shí)用，因?yàn)殡娋W(wǎng)不可能一直保持對(duì)稱(chēng)運(yùn)行，當(dāng)電網(wǎng)故障時(shí)可以采用此策略，保護(hù)整流器不被燒壞 。 實(shí)現(xiàn) 多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 三相 PWM 整流器 ， 主要應(yīng)用于高壓 且 容量 較大的 場(chǎng)合， 像高壓直流輸電場(chǎng)合， 而在大電流應(yīng)用場(chǎng)合， 通 常采用 的是錯(cuò)位交替的 組合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。間接電流控制 是通過(guò)控制電壓基波的 相位 控制 和 電壓基波的 幅值 來(lái)控制輸入整流器的有功功率和無(wú)功功率，是間接的控制電流，所以叫間接電流控制， 但 是這種控制策略 對(duì)系統(tǒng) 電阻，電感等 參數(shù)變化靈敏， 正在 逐步的 被直接電流控制策略 所 取代。 PWM 整流器的分析與建模 研究 PWM 整流器 的 數(shù)學(xué)模型 就 是 研究 其控制 策略 技術(shù)的基礎(chǔ)。在 1982 年， BusseAlfred 等人 第一次在學(xué)術(shù)中 提出了基于 可控自關(guān)斷和開(kāi)通的電力電子 器件的三相全橋 電壓型的 PWM 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并 且有效的 實(shí)現(xiàn)了 電壓型 PWM 控制的 整流器 網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù) 運(yùn)行與控 3 制 。采用 PWM 整流 控制 技術(shù)可獲得單位功率因數(shù)和正弦 波形的 輸入電流， 能夠 實(shí)現(xiàn)交流側(cè)電流的 正弦波形 ，且運(yùn)行 在 單位功率因數(shù)，同時(shí)諧波 電流 含量很小。 提高 整流器的 功率因數(shù)是實(shí)現(xiàn)這些要求的 最 關(guān)鍵 的技術(shù) 所在。 前者是 對(duì)諧波進(jìn)行 補(bǔ)償， 而后者是消除了諧波源 。 (4) 諧波電壓和電流變化過(guò)快可能導(dǎo)致 繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作 和 電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確 。 諧波的危害和抑制 電網(wǎng)中的 諧波對(duì) 電力系統(tǒng)中的 電網(wǎng)和其它系統(tǒng)的 不良影響 主要有以下幾方面： (1) 降低了發(fā)電 系統(tǒng) 、輸電 系統(tǒng) 設(shè)備的利用 效率， 增加了 公共大 電網(wǎng)的附加輸電損耗 。 (2) 傳統(tǒng)整流器功率因數(shù)低，需要補(bǔ)償無(wú)功功率。 unity power factor 目 錄 中文 摘要 ............................................................ 1 英文摘要 ............................................................ 2 目錄 ................................................................ 3 第 1 章 緒論 ......................................................... 1 課題的研究背景與意義 ........................................ 1 諧波的危害和抑制 .......................................... 1 功率因數(shù)校正技術(shù) ....................................... 2 PWM 整流器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................... 2 PWM 整流器的分析與建模 ................................. 3 三相 PWM 整流器控制技術(shù)的研究 ........................... 3 PWM 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究 ............................... 3 PWM 整流器系統(tǒng)控制策略的研究 ........................... 3 電壓型 PWM 整流器的控制技術(shù) .................................. 4 本文的主要研究?jī)?nèi)容和重點(diǎn) .................................... 4 第 2 章 三相 PWM 整流器的原理及其數(shù)學(xué)模型 ............................ 5 PWM 整流器的基本原理 ......................................... 5 三相 PWM 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ................................. 5 ABC 靜止坐標(biāo)系下的低頻數(shù)學(xué)模型 ............................. 7 兩相坐標(biāo)系下的低頻數(shù)學(xué)模型 ................................ 9 PWM 整流器高頻通用數(shù)學(xué)模型 ................................ 11 兩相 dq 坐標(biāo)系的 PWM整流器高頻數(shù)學(xué)模型 .................... 14 第 3 章 三相電壓型 PWM 整流器的控制 ................................. 17 電壓型 PWM 整理器的電壓空間矢量控制技術(shù) ...................... 17 SVPWM 算法在 MATLAB 中的實(shí)現(xiàn) ................................. 17 參考電壓矢量所在扇區(qū) N的判斷 .......................... 18 不同扇區(qū)兩相鄰電壓空間矢量的作用時(shí)間 .................. 22 第 4 章三相電壓型 PWM整流器的建模和仿真 ............................ 25 三相 VSR 直流電壓控制 ....................................... 25 整流器整體仿真 ........................................... 27 第五章 結(jié)論與展望 ................................................. 29 參考文獻(xiàn) ...........................................................