【正文】 C *? （ 235） 滿足 VSR直流電壓抗干擾性能指標(biāo) 由上面的推導(dǎo)過(guò)程，可以看出滿足三相 VSR 直流電壓跟隨性指標(biāo)可以求出直流側(cè)電容的最大值。因?yàn)殡妷赫{(diào)節(jié)器輸出表示三相 VSR 交流側(cè)電流幅值指令，所以若忽略電流內(nèi)環(huán)的慣性，則此時(shí)三相 VSR直流側(cè)將以最大電流 dmI 對(duì)直流電容及負(fù)載充電，從而使三相 VSR直流電壓以最快的速度上 升。 滿足 VSR直流電壓跟隨性指標(biāo) 分析三相 VSR 從直流電壓穩(wěn)態(tài)最低值躍變到直流電壓額定值的動(dòng)態(tài)過(guò)程。結(jié)合式（ 235）和式（ 236）可以得到 L的不等式： )(2 )32( m a x mdcdc smmdc Eviv TEEvL ???? （ 226） 式中 maxi? 表示最大允許諧波電流脈動(dòng)量。電感上限值如下所示： ?? m mdcmdcm I Evp EvEL 2 2)(4 432222 ?? ?? 或 （ 221） 滿足三相 VSR瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)。 ?90?? 時(shí)，純電感特性。當(dāng)采用空間矢量 PWM（ SVPWM）控制時(shí)，則 33?M 。 圖 ，且穩(wěn)態(tài)時(shí)的 VSR交流側(cè)矢量關(guān)系圖。 對(duì)于三相 VSR 交流側(cè)電感、 直流側(cè)電容參數(shù)選擇的分析 三相 VSR交流側(cè)電感分析 交流側(cè)電感除了能用來(lái)濾波，還可以進(jìn)行能量的傳遞和電壓的平衡。片選信號(hào) CS 與 ， 89C52的 SA8281的復(fù)位腳 RST ，引腳 INTO 與引腳 TRIP 相連。 3） VDD和 VSS引腳：正負(fù)電源端。 5） ZPPR引腳：輸出調(diào)制波頻率。 2） RPHT、 YPHT、 BPHT引腳：分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制 R、 Y、 B的上臂開(kāi)關(guān)管。主要分兩類，一類是和微機(jī)處理器接口的控制引腳，另一類是 SPWM脈沖輸出的控制引腳。 與電流互感器一起組成交流側(cè)過(guò)電流檢測(cè)電路。其引腳結(jié)構(gòu)如圖 。 綜上所述，三相 VSR 滯環(huán)電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電流響應(yīng)快，控制 運(yùn)算中不需要求得電路參數(shù)，系統(tǒng)的魯棒性較好，因而獲得廣泛的應(yīng)用。外環(huán) PI調(diào)節(jié)器的輸出為直流電流信號(hào) sI ， sI 分別和 a,b,c三相相電壓同相位的正弦信號(hào)相乘，于是可以得到三相交流的正弦指令信號(hào) *ai ， *bi 和 *ci 。由于三相 VSR直接電流控制采用網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制，使 VSR網(wǎng)側(cè)電流動(dòng)、靜態(tài)性能更好，同時(shí)也使網(wǎng)側(cè)電流控制對(duì)系統(tǒng)參數(shù)變化不靈敏，從而增強(qiáng)了電流控制系統(tǒng)的魯棒性。由于不可能存在理想變壓器，所以要有濾波環(huán)節(jié)。 圖 三相 VSR靜態(tài)間接電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三相 VSR靜態(tài)間接電流控制只有電壓環(huán)，沒(méi)有電流環(huán)。 三相 VSR間接電流控制是通過(guò)控制三相 VSR交流側(cè)電壓基波的幅值和相位，進(jìn)而間接控制其網(wǎng)側(cè)電流。得： 6 )(1)( tISCRRtV dcL Ldc ???? （ 214） 由上式可知， CRL? 越 大， )(tVdc 脈動(dòng)幅值越小。此時(shí) 0?ai ， 0?bi ， 0?ci 。所以可以得到電流為： ??????????????)32s in ()32s in ()s in (?????tIitIitIimcmbma （ 23） 根據(jù)三相電網(wǎng)電壓公式，可以畫出三相電壓波形，如圖 。39。按調(diào)制電平可以分為二電平電路、三電平電路和多電平電路。所以采用何種形式由設(shè)計(jì)要求來(lái)決定的。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，為了適應(yīng)在不同場(chǎng)合對(duì) PWM整流器的要求， PWM整流器已經(jīng)發(fā)展成很多種類。 20世紀(jì) 90年代發(fā)展起來(lái)的智能型功率模塊則開(kāi)創(chuàng)了功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件新的發(fā)展方向。（ 2）電壓型整流器的電流控制策略：最初提出 PWM 整流器技術(shù)是以電流型拓?fù)涮岢龅?，但由于電流型結(jié)構(gòu)所需要的較大的儲(chǔ)能大電感，以及控制的復(fù)雜性，使得電流型整流器的發(fā)展相對(duì)比較緩慢，近年來(lái)隨著超導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)展，電流型整流器在超導(dǎo)儲(chǔ)能領(lǐng)域得到了較為成功的應(yīng)用。 對(duì)于 PWM 整流器的研究起于 20 世紀(jì) 80年代，國(guó)內(nèi)外對(duì) PWM 整流器的研究主要集中在數(shù)學(xué)建模、控制策略、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等方面。 相對(duì)于不控整流器和相控整流器，由于 PWM整流器對(duì)電網(wǎng)不產(chǎn)生諧波“污染”，因此 PWM整流器是一種真正意義上的綠色環(huán)保電力電子裝置。驅(qū)動(dòng)電路采用 IR 公司生產(chǎn)的大功率 IGBT專用的橋式電路驅(qū)動(dòng)集成芯片 IR2110。 三相半橋式整流電路由 6組 IGBT和續(xù)流二極管反并聯(lián)組成。 10%以內(nèi)， 調(diào)制方式采用雙極性 SPWM調(diào)制，載波頻率（開(kāi)關(guān)頻率） 10KHZ，三相 PWM整流電路采用電壓、電流雙閉環(huán)控制，試設(shè)計(jì)出整流裝置的主電路、驅(qū)動(dòng)電路以及控制系統(tǒng)。 由于 PWM整流器網(wǎng)側(cè)呈現(xiàn)出受控電流源特性，這一特性使 PWM整流器控制技術(shù)及其應(yīng)用獲得進(jìn)一步的發(fā)展和拓寬，滲透到了其它眾多領(lǐng)域，如：靜止無(wú)功補(bǔ)償（ SVG），有源電力濾波（ APF），統(tǒng)一潮流控制（ UPFC），超導(dǎo)儲(chǔ)能（ SMES），高壓直流輸電（ HVDC），電氣傳動(dòng)（ ED），新型 UPS太陽(yáng)能，網(wǎng)通等可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電等。而且進(jìn)一步研究表明，由于 PWM 整流器的網(wǎng)側(cè)電流及功率因數(shù)均可控，因而被推廣應(yīng)用于有源電力濾波及無(wú)功補(bǔ)償?shù)确钦髌鲬?yīng)用場(chǎng)合。目前常用的變流裝置需要整流環(huán)節(jié)，以獲得直流電壓，由于整流環(huán)節(jié)很大一部分采用了二極管不控整流電路或晶閘管相控整流電路，因此對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波污染，并且使功率 因數(shù)低下。 電力電子技術(shù)根據(jù)用電場(chǎng)合而改變電能的應(yīng)用方式，使得電能更好地滿足當(dāng)今人們的需求，并通過(guò)功能和性能的提高 來(lái)產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 double closed loop。 本設(shè)計(jì)最后使用 ORCAD/Pspice軟件對(duì)三相電壓型 PWM整流電路的主電路進(jìn)行性能仿真 。驅(qū)動(dòng)電路采用由美國(guó)國(guó)際整流器公司生產(chǎn)的 大功率 IGBT專用的橋式電路驅(qū)動(dòng)集成芯片 IR2110及其外圍電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行直流側(cè)電感、交流側(cè)電容和 IGBT管參數(shù)的計(jì)算。 PWM 整流器使網(wǎng)側(cè)電流正弦化，且運(yùn)行于單位功率因數(shù)，解決傳統(tǒng)整流器的弊端，滿足“綠色電能變換”潮流，因而得到了廣泛的應(yīng)用與研究。不控整流器和相控整流器對(duì)電網(wǎng)注入大量諧波及無(wú)功，造成嚴(yán)重的電網(wǎng)“污染”。 由于本設(shè)計(jì)采用的是 三相電壓型 PWM 整 流電路，所以詳細(xì)分析了其 主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理。 按典型 II系統(tǒng)設(shè)計(jì)電壓外環(huán)，其 主要作用是控制三相 VSR 直流側(cè)電壓； 按典型 I 系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流內(nèi)環(huán)，其 主要作用是按電壓外環(huán)輸出的電流指令進(jìn)行電流控制。具體需要設(shè)計(jì)檢測(cè)電路，通過(guò)檢測(cè)電路將電流信號(hào)、電壓信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)，然后單片機(jī)經(jīng)過(guò)內(nèi)部處理后，決定是否命令 SA8281中斷 SPWM波的輸出。 according to the typical I system design of current loop, current loop is mainly used by voltage outer loop output current mand current control. Driving circuit used by the United States International Rectifier pany produces highpower IGBT special bridge circuit driver IC IR2110 and its peripheral circuit to realize. The single phase bridge rectifier circuit to design the driving power supply. The specific needs to design the detection circuit, the detecting circuit of current signal, voltage signal is sent to the SCM and SCM, through the internal processing, determines whether a mand SA8281 interrupt PWM wave output. This design finally uses ORCAD/Pspice software to threephase voltage type PWM rectifier circuit performance simulation. The experimental results verify the threephase voltage type PWM rectifier circuit to realize the high power factor rectifier, grid side phase voltage, current and phase, current tracking performance advantages. Key words: PWM rectifier。電力電子技術(shù)在推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。這些變流裝置在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中取得了廣泛應(yīng)用，給我們的衣、食、住、行帶來(lái)極大的便利，但同時(shí)也造成了電力系統(tǒng)的嚴(yán)重“污染”，消耗大量的無(wú)功功率。 PWM整流器因其具有高功率因數(shù)、四象限運(yùn)行，低諧波污染等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到廣泛的應(yīng)用。并且預(yù)計(jì)到 21世紀(jì)二、三十年代，美國(guó)發(fā)電站生產(chǎn)的所有電能都將經(jīng)過(guò)變流裝置的變換和處理后供用戶使用。要求輸入功率因數(shù)達(dá)到 以上，效率達(dá)到 90%以上，整流電壓值為 800V，要求電壓超調(diào)量小于 10%，電流超調(diào)小于 5%，交流側(cè)電流脈動(dòng)率小于額定值的 10%，直流側(cè)電壓脈動(dòng)率在177。其裝置原理總框圖如圖 。調(diào)制波采用的是雙極性 SPWM波，通過(guò)單片機(jī) 89C52控制芯片 SA8281來(lái)產(chǎn)生 SPWM 波。 圖 PWM整流裝置原理總框 圖 3 第 2 章 三相電壓型 PWM 整流器原理及控制方法 PWM 整流器概述 PWM控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展為整流器性能的改進(jìn)提供了變革性的思路和手段，結(jié)合了 PWM控制技術(shù)的新型整流器稱為 PWM整流器。因而近年來(lái)受到廣泛的關(guān)注和研究，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展， PWM整流器主電路已從早期的半控橋發(fā)展到如今的全控橋；在主電路類型上既有電壓型整流器（ Voltage Source RectifierVSR）， 又有電流型整流器（ Current Source RectifierCSR）；其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也從單相、三相電路發(fā)展到多組級(jí)聯(lián)或多電平拓?fù)潆娐?；PWM控制也由單純的硬開(kāi)關(guān)調(diào)制發(fā)展到軟開(kāi)關(guān)調(diào)制。在此基礎(chǔ)上， 等人又建立了一種降階小信號(hào)模型，從而簡(jiǎn)化了 PWM 整流器的數(shù)學(xué)模型。對(duì)于大功率場(chǎng)合，研究主要集中在多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、變流器組合以及軟開(kāi)關(guān)技術(shù)上。這一時(shí)期 PWM整流器的研究主要集中于以下幾個(gè)方面： 器的建模與分析； PWM 整流器的電流控制； ； 略研究； PWM整流器研究。電流型的特點(diǎn)是直流側(cè)串聯(lián)電感，使 CSR直流側(cè)呈高阻抗的電流 源特性。按橋路結(jié)構(gòu)可以分為半橋電路和全橋電路。因此三相 VSR共有 8種開(kāi)關(guān)模式，可以用單極性二值邏輯開(kāi)關(guān)函數(shù) js （ j=1,2,3）來(lái)描述，即 )3,2,1({ ,10 j 39。所以定義三相電網(wǎng)電壓為： ??????????????)32s in ()32s in (s in?????tUetUetUemcmbma （ 22） 設(shè)計(jì)要求是在單位功率因數(shù)條件下的整流，所以電流 ai ， bi ， ci 和三相電壓 aU ， bU ， cU同相。 以區(qū)間 5為例，分析電路的換流方式。具體分析如下： 交流側(cè)電壓（以 a相為例） 由圖 三相電壓型 PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以得到： a相電壓方程： )()()( 00 tVtVtV NaNa ?? （ 24） b相電壓方程： )()()( 00 tVtVtV NbNb ?? （ 25） c相電壓方程： )()()( 00 tVtVtV NcNc ?? （ 26） 由上面三個(gè)方程可以 得到： 3 )()()()(0 tVtVtVtV cNbNaNN ???? （ 27） 當(dāng)采用單極性二值邏輯開(kāi)關(guān)函數(shù)描述時(shí)，得：