【正文】 （ 2） 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究； （ 3） 系統(tǒng)控制策略的研究； （ 4） 電壓型 PWM 整流器的電流控制； （ 5） 電流型 PWM 整流器的研究 。 等提出了 基于坐標(biāo)變換的 PWM 整理器連續(xù)、離散動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。 Chun 和 Dong 等則 利用了 局部電路的 dq 坐標(biāo)變換建立了 PWM 整流器基于變壓器的低頻等效的 模型電路 ，并且 給出了穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性 的 分析。 2. 關(guān)于 PWM 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究 根據(jù) PWM 整理器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，可分為電流型和電壓型兩大類。在 小功率應(yīng)用 的 場(chǎng)合， PWM 整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究主要集中 于 減少功率開關(guān)和改進(jìn)直流輸出性能 上 。多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 PWM 整流 器主要用于高壓大容量的場(chǎng)合。相類似的，也可以將獨(dú)立的電壓型 PWM 整流器進(jìn)行串聯(lián)移相組合，以 應(yīng)用于高壓大容量的場(chǎng)合。 3. 有關(guān) PWM 整流器系統(tǒng)控制策略的研究 隨著研究人員對(duì) PWM 整流器及其控制策略研究的深入，他們相繼提出了一些較為新穎的系統(tǒng)控制策略，比如 :（ 1）無電網(wǎng)電動(dòng)式傳感器及無網(wǎng)側(cè)電流傳感器控制；（ 2）基于 Lyapunov 穩(wěn)定性理論的 PWM 整流器控制；（ 3） PWM 整流器的時(shí)間最優(yōu)控制；（ 4）電網(wǎng)不平衡條件下的 PWM 整流器控制 4. 有關(guān)電壓型 PWM 整流器的電流控制策略的研究 為了使電壓型 PWM 整流器網(wǎng)側(cè)呈現(xiàn)出受控電流源的特性，其網(wǎng)側(cè)電流的控制策略的研究顯得十分重要。 實(shí)際上“間接電流控制”就是所謂的“幅相”電流控制，就是通過控制電壓型 PWM 整流器的交流側(cè)電壓基波幅值、相位，進(jìn)而間接的控制其網(wǎng)側(cè)電流。“直流電流控制”策略因?yàn)榭焖俚碾娏飨鄳?yīng)和魯棒性受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注并研究出了各種不同的控制方案，主要包括以固定開關(guān)頻率且采用電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)前饋的 SPWM 控制，以及以快速電流跟蹤為特征的 滯緩電流控制等。目前，電壓型 PWM 整流器的網(wǎng)側(cè)電流控制有將固定開關(guān)頻率、滯環(huán)及空間矢量控制相結(jié)合的趨勢(shì)，而使其在大功率有源濾波等需快速電流響應(yīng)場(chǎng)合獲得優(yōu)越的性能。 5. 關(guān)于電流型 PWM 整流器的研究 Busses Alfred 等首先提出了電流型 PWM 整流器網(wǎng)側(cè)電流幅相控制策略，電壓型 PWM 整流器因其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、較低的損耗、方便的控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，一直是 PWM 整流器研究的重點(diǎn)。 超導(dǎo)線圈因?yàn)閾p耗低，切可直接作為電流型 PWM 整流器直流側(cè)儲(chǔ)能電感，從而克服了電流型 PWM 整流器原有的不足。經(jīng)過多年的研究，電流型 PWM 整流器技術(shù)取得的發(fā)展主要集中在以下幾個(gè)方面：（ 1）數(shù)學(xué)建模及特性分析；（ 2）三值邏輯 PWM 信號(hào)發(fā)生技術(shù)；（ 3）網(wǎng)側(cè)電流畸變、諧振抑制及控制策略；（ 4）網(wǎng)側(cè)濾波參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；（ 5）不平衡電網(wǎng)條件下的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第二章介紹了 PWM 整流器的工作原理。第四章是三相 PWM 整流器電壓空間矢量控制的研究，包括電壓空間矢量的工作原理、簡(jiǎn)化算法以及算法流程圖，最后在 DSP 上進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)并得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 傳統(tǒng)的相控整流器， 雖然技術(shù)成熟而應(yīng)用廣泛， 但是 仍然存在 著 以下 幾個(gè) 問題 ： （ 1） 晶閘管換相 會(huì) 引起網(wǎng)側(cè)電壓波形畸變 ； （ 2） 網(wǎng)側(cè)諧波電流 會(huì) 對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波 “ 污染 ” ； （ 3） 深控時(shí)網(wǎng)側(cè) 的 功率因數(shù) 會(huì) 降低 ； （ 4） 閉環(huán)控制時(shí) 的 動(dòng)態(tài)響應(yīng)相對(duì) 比 較慢。關(guān)鍵的改進(jìn)是用全控型功率開關(guān)管取代了半控型功率開關(guān)或二極管，用 PWM 斬控整流取代了相控整流或不控整流。 可見， PWM 整流器 實(shí)際上是一個(gè)其交、直流側(cè)可控的四象限運(yùn)行的變流裝置 。 所謂 的 單位功率因數(shù) 就 是指： 當(dāng) PWM 整流器 處 于整流狀態(tài)時(shí)， 網(wǎng)側(cè)電壓、 電流同相（ 正阻特性）；當(dāng) PWM 整流器 處 于有源逆變 工作 狀態(tài)時(shí)， 其網(wǎng)側(cè)電壓、 電流反相（負(fù)阻特性）。 下面闡述 PWM 整流器 的工作原理。如果忽略高次諧波影響，并且不計(jì)交流側(cè)的電阻。如果假設(shè) | |不變，可知 | | | | 也固定不變，在這種情況下， PWM整流橋輸入端電壓合成矢量 U端點(diǎn)運(yùn)行軌跡構(gòu)成一個(gè)以 | |為半徑的圓。以上的 A、 B、 C、 D四點(diǎn)是 PWM 整流器四象限運(yùn)行的四個(gè)特殊工作點(diǎn)，特殊工作點(diǎn) (A、 B、 C、 D)有功功率 p和無功功率 q 取值及狀態(tài)如下表 21 所示。 此時(shí)， PWM 整流器需從電網(wǎng)吸收有功及感性無功功率，電能將通過 PWM 整流器由電網(wǎng)傳輸至直流負(fù)載。 （ 2） 當(dāng)電壓矢量 U端點(diǎn)在圓軌跡 BC 上運(yùn)動(dòng)時(shí)， PWM 整流器運(yùn)行于整流狀態(tài)。 當(dāng) PWM 整流器運(yùn)行至 C 點(diǎn)時(shí)， PWM 整流器將不從電網(wǎng)吸收有功功 率， 只從電網(wǎng)吸收容性無功功率。 此時(shí) ， PWM 整流器向電網(wǎng)傳輸有功及容性無功功率， 電能將從 PWM 整流器直流側(cè)傳輸至電網(wǎng)。 （ 4） 當(dāng)電壓矢量 U端點(diǎn)在圓軌跡 DA 上運(yùn)動(dòng)時(shí)， PWM 整流器運(yùn)行于有源逆變狀態(tài)。 由以上分析可知，當(dāng) | |不變，且在 | | | |的條件下，通過控制 U 幅值、相角就可以實(shí)現(xiàn) PWM 整流器的四象限運(yùn)行。 第三章 三相 VSR 的建模與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 三相 VSR的建模 建立數(shù)學(xué)模型是深入研究和分析 PWM 整流器的工作原理及動(dòng)、靜態(tài)的重要手段。三相 VSR 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示。當(dāng)直流電動(dòng)勢(shì) =0 時(shí)，直流側(cè)為純電阻負(fù)載，此時(shí)三相 VSR 只能運(yùn)行于整流模式；當(dāng) 時(shí)，三相 VSR不僅可以運(yùn)行于整流模式，同樣可以運(yùn)行于有源逆變模式，當(dāng)運(yùn)行于有源逆變模式時(shí)，三相 VSR 將 所發(fā)的電能向電網(wǎng)側(cè)輸送，有時(shí)也稱這種模式為再生發(fā)電模式；當(dāng) 時(shí)，三相 VSR 只能運(yùn)行于整流模式。aV39。bVaVDcVDbVD39。cVD39。由于 ， 式（ 32）可改寫成 （ ） (33) 同理， 可得 b 相、 c 相方程如下： （ ） (34) （ ） (35) 考慮三相對(duì)稱系統(tǒng)，則 + + =0 + + =0 (36) 聯(lián)立式（ 33）～式（ 36），得 ∑ ， ， (37) 在圖 31 中，任何瞬間總有三個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通，其開關(guān)模式共有 =8種，因此，直流側(cè)電流 可描述為 ? ? ? ? ? ? ( ) ? ( ) ? ( ) ? ( ) (38) 另外，對(duì)直流側(cè)電容正極節(jié)點(diǎn)處應(yīng)用基爾霍夫電流定律，得 (39) 聯(lián)立式（ 33）～式（ 39），并考慮引入狀態(tài)變量 X，且 ［ ］ ，則采用單極性二值邏輯開關(guān)函數(shù)描述的三相 VSR一般數(shù)學(xué)模型的狀態(tài)變量表達(dá)式為 Z ?=AX+BE (310) 式中 [ ( ∑ ) ( ∑ ) ( ∑ ) ] (311) [ ] (312) [ ] (313) ［ ］ (314) 三相 VSR dq 模型的建立 三相靜止對(duì)稱坐標(biāo)系（ a， b， c） 中的 VSR 一般數(shù)學(xué)模型具有物理意義清晰、直觀等特點(diǎn)。為此，可以通過坐標(biāo)變換將三相對(duì)稱靜止坐 標(biāo)系（ a， b， c）轉(zhuǎn)換成以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的（ d， q） 坐標(biāo)系。 三相靜止對(duì)稱坐標(biāo)系中的三相 VSR 一般數(shù)學(xué)模型經(jīng)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換后， 即轉(zhuǎn)換成三相 VSR dq 模型。其中α軸與 a軸重合，而β軸超前 a軸 相角。在二相同步 dq 坐標(biāo)系中，空間矢量是靜止的，在坐標(biāo)軸上的分量也是靜止直流量。將式（ 319）、（ 320）代入式（ 323）中可得三相 VSR在二相靜止坐標(biāo)系（α，β）下的數(shù)學(xué)模型（ 324） 。當(dāng)（ d， q）坐標(biāo)系以電網(wǎng)基波角頻率ω同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果引入旋轉(zhuǎn)因子 （逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)），則同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（ d， q）中的通用復(fù)矢量可以表達(dá)為： ∫ (327) 將式（ 327）代入式（ 326）中，可得三相 VSR（ d， q）坐標(biāo)系復(fù)矢量方程 { { ????} (328) 式中： , , , ???? (329) 將式（ 329）代入式（ 328），并分解成 dq分量，可以得到三相 VSR 在二相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（ d， q）中的數(shù)學(xué)模型為 { ( ) (330) 其模型結(jié)構(gòu)圖如圖 33 所示。 實(shí)際上， 當(dāng)忽略了三相 VSR 橋路自身損耗，則三相 VSR交流側(cè)有功功率 應(yīng)與橋路直流側(cè)功率 相平衡，即 (33