PWM整流器简介
PWM整流器分类介绍
工作原理：
• 在系统瞬时功率不变的前提下，将三相静止坐标系下 的整流桥相电压变换到两相静止坐标系下（即3/2变 换），用一个模为2Uo/3的空间电压矢量在复平面上表 示出来。 • 由于三相VSR开关是双电平控制，电压矢量只有2*2*2 = 8种，其中Uo (0 ，0，0)、U7 (1, 1,1) 为零矢量， 其余6个非零矢量对称均匀分布在复平面上。在每个开 关周期中对任何给定空间电压矢量U均可用相邻两个有 效开关矢量和零矢量来等效。 • 在一个载波周期内，开关管的导通总是以零矢量开始 并以零矢量结束。
•
因此，为了实现整流器输出直流电流的恒定和输入端 接近单位功率因数，三相电流型PWM整流器的控制实际 上是一个双环控制系统。
• 外环是直流电流控制环，其目的一般是保持 的恒定。 在直流电流环中，采样的直流电流与给定值进行比较， 产生的误差经过PI调节后，输出作为整流器的网侧电 流峰值指令， ，将 与同步信号(单位幅值正弦波) 相乘，作为网侧电流指令信号 ，由 及 组成交流 电流控制环，其目的是要求网侧电流 跟踪给定电 流 ，也即实现了网侧电流对网侧电压的相位跟踪。
3 .PWM整流器的分类
• （1）按输出滤波方式分为：电压型和电流型； 电流型PWM整流器输出端采用串联滤波电感以维持输出电 流低纹波，具有近似电流源的特性。 电流型PWM整流器又称为Buck型整流器，如图2-1所示。交 流侧由L, C组成二阶低通滤波器，以滤除交流侧电流中的 开关谐波;直流侧接大电感，使直流侧电流近似为平滑的直 流。开关器件由可控器件与二极管串联组成扩以提高器件 的反向阻断能力。与电压型PWM整流器相似，电流型PWM整 流器具有四象限运行的能力.
• 以下将详细介绍: • （１）基于虚拟磁链的电压型PWM整流器直 接功率控制：
PWM整流器控制策略研究与实现
PWM整流器控制策略研究与实现一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，脉冲宽度调制（PWM）整流器在电力系统中扮演着日益重要的角色。
PWM整流器以其高效、可靠和灵活的特性，在电能质量提升、能源节约和环保等方面具有显著优势。
因此，研究和实现PWM整流器的控制策略，对于提高电力系统的稳定性和效率具有重要意义。
本文旨在深入研究和探讨PWM整流器的控制策略，包括传统的控制方法以及新兴的控制策略。
我们将概述PWM整流器的基本原理和工作特性，为后续的控制策略研究提供理论基础。
我们将详细介绍传统的PWM整流器控制方法，如电压控制型PWM整流器和电流控制型PWM 整流器，并分析其优缺点。
在此基础上，我们将进一步探索新兴的控制策略，如基于预测控制的PWM整流器、基于智能算法的PWM整流器等，以期在提高PWM整流器性能、优化系统效率和增强系统稳定性方面取得突破。
本文将通过具体的实验和仿真研究，验证所提出控制策略的有效性和可行性。
通过对比实验数据和分析结果，我们将评估不同控制策略在实际应用中的表现，为PWM整流器的设计和优化提供有力支持。
本文的研究成果将对PWM整流器的进一步发展和应用推广具有重要的指导意义。
二、PWM整流器控制技术基础脉冲宽度调制（PWM）整流器控制技术是现代电力电子领域中的一种重要技术，其核心在于通过控制开关管的导通与关断时间，实现对整流器输出电压或电流的精确控制。
PWM整流器控制技术的基础在于对整流器工作原理、PWM调制原理以及控制策略的理解与掌握。
PWM整流器的工作原理基于电力电子变换器的基本思想，通过控制开关管的通断，实现对整流器输出电压或电流的调节。
与传统的线性整流器相比，PWM整流器具有更高的效率、更好的动态响应能力以及更强的抗干扰能力。
PWM调制原理是PWM整流器控制技术的核心。
PWM调制通过改变开关管在一个周期内的导通时间（即脉冲宽度），从而实现对整流器输出电压或电流的精确控制。
PWM调制具有简单、易实现、调节范围宽等优点，因此在电力电子领域得到了广泛应用。
PWM整流器是什么？及PWM整流器控制原理
PWM整流器是什么？及PWM整流器控制原理电子元器件是推动国民经济发展的重要因素之一，然而在这个电子科技技术日新月异的时代，消费者对电子类的产品需求更是呈现出的多元化发展趋势，同时产品对电子元器件的性能有了更高的要求。
而作为被广泛应用的PWM整流器也不例外。
那么什么是PWM整流器？及PWM整流器控制原理是什么？华强北IC代购网为你一一解答。
PWM整流器是什么随着功率半导体开关器件技术的进步，电力电子变流装置得到飞速的发展，从而衍生出了以脉宽调制（PWM）为基础的各类变流装置，例如变频器、逆变电源、高频开关电源等。
经过几十年的研究与发展，PWM整流器技术已日趋成熟。
根据其能量是否可双向流动从而派生出可逆PWM整流器和不可逆PWM整流器；而其拓扑结构从最初的单向、三相电路发展到多相组合以及多电平拓扑电路；在控制开关方面，软开关调制逐渐开始代替单纯的硬开关调制；其功率等级从千瓦级发展到兆瓦级。
PWM整流器基本控制原理PWM整流器的控制目标有两个：一是使直流侧输出电压稳定；二是使交流侧输入功率因数为1或可控。
为了方便大家查阅，华强北IC代购网对PWM整流器基本控制原理归纳出以下几点：1、直接电流控制依据PWM整流器的动态方程，直接电流可对瞬时电流的波形进行高精度的控制，具有很好的动态性能，并且能够有效的防止过载和实现过流保护。
另一方面，直接电流控制对PWM整流器的控制都是采用双向闭环控制，通过直流母线电压的调节得到交流电流的电值，从而达到减小误差和产生调制的作用。
优点：良好的动态性能、高精度、低误差。
2、间接电流控制间接电流控制也成为幅相控制，通过控制整流桥交流侧击波电压的幅度值达到控制输入PWM整流器电流的目的。
与直接电流控制不一样，间接电流控制是通过开环实现对输入电流进行控制。
优点：成本低、结构简单；缺点：较大电流超调、电流震荡剧烈。
3、预测电流控制预测电流控制其本质就是采用模型误差反馈校正，根据PWM整流器实际电流的误差和电路参数等信息，计算出合适的电压矢量。
pwm镇流器工作原理
pwm镇流器工作原理
PWM镇流器（Pulse Width Modulation Rectifier）是一种通过
改变开关元件（如晶体管）的导通时间比例，从而实现对电流或电压的控制的电路。
PWM镇流器的主要工作原理如下：
1. 输入电压通过绕组产生交流电压。
将输入电压与变压器绕组相连接，通过绕组感应电磁感应产生交变电压。
2. 交流电压通过整流电路转换为直流电压。
在PWM镇流器中，通常采用全桥式整流电路，将交流电压转换为直流电压。
3. 控制器控制开关元件的导通比例。
PWM镇流器通过控制开
关元件（如晶体管）的导通时间比例，来调整输出电流或电压的大小。
控制器通常采用微处理器或DSP芯片，通过PWM
信号控制开关元件的导通时间。
4. 开关元件控制电流流向。
开关元件根据控制器输出的PWM
信号的高低电平，控制导通或断开电流的通路，从而控制电流流向。
当开关元件导通时，电流通过开关元件流入负载；当开关元件断开时，电流通过恢复二极管流入负载。
通过以上工作原理，PWM镇流器可以实现对输入电流或电压
的精确控制，从而满足不同负载的需求。
PWM整流器PI参数设计
PWM整流器PI参数设计一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，脉冲宽度调制（PWM）整流器在电力系统中得到了广泛应用。
PWM整流器以其高效、稳定和可控的特点，成为现代电能质量管理和电机驱动领域的重要组成部分。
PI参数设计作为PWM整流器控制策略中的关键环节，对整流器的性能和稳定性起着至关重要的作用。
本文旨在探讨PWM整流器PI参数设计的基本原理、方法及其在实际应用中的优化策略。
本文将简要介绍PWM整流器的基本原理及其在现代电力系统中的应用背景。
接着，重点分析PI参数设计在PWM整流器控制中的重要性，并详细阐述PI参数设计的基本原理和方法，包括比例系数和积分系数的选取原则、参数调整策略等。
还将探讨PI参数设计过程中需要考虑的关键因素，如系统稳定性、动态响应速度以及抗干扰能力等。
本文将结合实际应用案例，分析PI参数设计在实际应用中的优化策略，为PWM整流器的设计与应用提供有益的参考。
通过本文的研究，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供PWM整流器PI参数设计的理论支持和实践指导，推动PWM整流器技术的进一步发展。
二、PWM整流器的基本原理PWM整流器，即脉冲宽度调制整流器，是一种先进的电力电子装置，其基本原理是通过对输入电流的脉冲宽度进行调制，实现输入电流波形与电网电压波形的同步，并使其接近正弦波，从而实现高功率因数整流。
PWM整流器通常采用三相桥式电路结构，包括六个开关管，每个开关管由一个绝缘栅双极晶体管（IGBT）或其他类型的全控型器件组成。
通过对这些开关管进行适当的控制，可以实现对输入电流的精确控制。
PWM整流器的工作原理可以分为两个阶段：整流阶段和逆变阶段。
在整流阶段，PWM整流器将输入的交流电转换为直流电，同时实现对输入电流的精确控制。
在逆变阶段，PWM整流器将直流电逆变为交流电，以供给负载使用。
为了实现输入电流的高功率因数，PWM整流器需要采用适当的控制策略。
其中，PI控制是一种常见的控制策略，它通过对输入电流的误差进行积分和比例运算，生成控制信号，从而实现对输入电流的精确控制。
第7章PWM整流器
u AB U d
id
方向为负
id负方向电流，可能的通路是T1和T4导通或T2和T3导通。
在T1和T4导通时,
id 经T4、T1流向电源 us ， is
方向为正
uAB －Ud
dis 在模式二和模式三时都有通路的电压方程： us L ＝ U d dt
当PWM整流器采取单极倍频正弦脉宽调制时（参见图5.9）， T1～T4脉冲驱动序列如图7.5a，在区段1驱动T1、T3，有正向 i s 经D1、T3使AB端短路，电感电流上升，电感储能增加（模 式一）。区段2时T1、T4驱动，正向 i s 经D1、D4流向负载， T1、T4受反向电压，虽被驱动但不能导通（模式三）。区段3 驱动T2和T4，但是D1与D4导通AB端短路（模式一），如此进 行得到AB两端电压波形如图7.5b，图7.5c为交流侧电流波形， 调节驱动脉冲的宽度，可以调节 u AB 基波分量的幅值， iS 也随 之改变，直流侧的输出平均电压 U d 也随驱动脉冲宽度而改变。
器得到电流的幅值信号 I g
， I g iT 得到电流 iL
的给定信号
i g 是幅值为 I g 的正弦半波。 实测电感电流 iL 得反馈信号i f
经滞环控制器比较产生开关管 T的驱动脉冲，使 iL 跟踪 i g 变化 在U g U f 时PI调节器输出 增加 I g ，经滞环控制使 iL 幅值提高，在 T导通时电感有 较大电流，电感L储能增加。 在T关断时 ，ud 与较高电感电 动势共同给电容C充电，使电 容电压和输出电压U o 增加
小
结
本章介绍了单相不控整流器功率因数校正 和PWM可控整流器，单相桥式不控整流器嵌 入Boost升压电路后可以实现网侧单位功率 因数控制，改善电网质量，单相不控整流器 功率因数校正已在LED光源中大量使用。 PWM整流器采用高频PWM调制，可以实 现电能双向流动，既可以整流也可以逆变， 与晶闸管整流器相比可以改善交流侧谐波， 提高功率因数，是重要的电能变换和控制技 术，已广泛应用在光伏发电、风力发电和电 网无功补偿，潮流控制等方面。
PWM整流器分类介绍
1.PWM产生的背景
• 传统的整流方式通常采用二极管不可控整流方式或者 晶闸管相控整流方式。传统的整流器存在如下缺点:
• （1）整流器从电网吸取畸变的电流，造成电网的谐波 污染; • （2）由于整流器件结构的单向性，直流侧能量无法回 馈电网; • （3）整流电路在深控状态下网侧功率因数低； • （4）由于整流器件的不可控或不完全可控，系统动态 响应慢；
• 以下将详细介绍: • （１）基于虚拟磁链的电压型PWM整流器直 接功率控制：
（2）基于电压定向的电压型ＰＷＭ整流器 控制：
• 如果U在复平面上匀速旋转，就对应得到了三相对称 的正弦量。受到开关频率和矢量组合限制， U的等效 矢量只能以某一步进速度旋转因此矢量端点的运动轨 迹是一个多边形准圆轨迹，PWM开关频率越高，步进 间隔越小，多边形准圆轨迹就越接近于圆形。
• 特点:
• 这种高功率变换器主要损耗是开关损耗，因此，优化 开关逻辑，降低开关损耗成为SVPWM技术的关键.
2 国际，国内研究现状
• 从20世纪80年代后期开始，高功率因数PWM整流技术就己经 成为国内外研究的热点。目前开发出的新型高功率因数PWM 整流器可以以多种形式应用于电力系统。 • （1）中小功率的整流器主要应用于高精度、要求动态响应 快的AC/DC转换，如充电电源； • （2）中大功率的整流器主要应用在传动和UPS领域； • 产品如许继电源公司研制的30~100kVA三相输出和30~50 kVA单相输出的大功率UPS； • 在传动领域，富士电机公司研制出了新型双PWM交流调速 系统:大功率的整流器可以应用于柔性交流输电系统(FACT S)和新型静止无功发生器(AVSG)等领域。
4.系统的控制策略
• 从瞬态电流的控制角度上根据是否直接检测瞬态输入 电流作为反馈控制电流可分为：直接和间接电流控制。 • （1）间接电流控制(Indirect Current Control)又称 为幅相控制，系统电流控制是建立在稳态矢量关系基 础上的，通过对整流器交流侧电压基波分量的幅值和 相位进行控制，间接实现对网侧电流的控制。 • 优点：不需要电流互感器，控制简单，易于实现。
pwm整流器及其控制策略的研究
pwm整流器及其控制策略的研究一、引言PWM整流器是一种电力电子器件，广泛应用于直流电源的设计，同时也可用于交流电源的变换。
PWM整流器通过高频开关控制电源输出电压波形的占空比，使得电源输出的直流电压更加平滑稳定，同时也能够减小输出电压的波纹。
二、PWM整流器的结构PWM整流器的基本结构由功率电子器件、控制电路和滤波电路等三个部分组成，其中：1. 功率电子器件：主要有IGBT、MOSFET、GTO等器件。
2. 控制电路：控制器通过对功率电子器件的控制信号进行调节，控制输出直流电压的大小和波形。
3. 滤波电路：根据输出直流电压的需求，选择合适的电容和电感进行滤波。
三、PWM整流器的控制策略1. 均值电流模式控制（Average Current Mode Control）：该控制策略通过控制电感电流的平均值，来控制输出电压和电流。
该控制策略的优点在于可控制电流的安稳度，但其缺点在于其输出电压的稳定性不如其他控制策略。
2. 直流辅助模式控制（DCM Control）：该控制策略将直流辅助电压加入到PWM波形的最低点，以减小输出电压的波动，并提高输出电压的质量。
3. 峰值电流模式控制（Peak Current Mode Control）：该控制策略通过对电感电流的峰值进行控制，使得输出电压稳定性更高、响应更快。
但是，该控制策略需要进行稳定性分析，以确保控制系统的稳定性。
4. 滑模模式控制（Sliding Mode Control）：该控制策略通过反馈控制的形式，使得输出电压和电流更加稳定。
该控制策略要求控制系统的响应速度较快，且具有较好的响应精度。
四、PWM整流器的优点和局限性1. 优点：a) 可以控制输出电压和电流，输出直流电压更加平滑稳定。
b) 所需的器件数量和功率损耗小，节约了电力资源。
c) 具有短路保护、过温保护等多种保护功能，大大增强了电源供应的可靠性。
2. 局限性：a) 控制系统复杂度较高，需要对控制策略进行稳定性分析和优化等操作。
PWM整流器及其控制策略的研究
PWM整流器及其控制策略的研究一、概述PWM整流器是现代电力电子系统中不可或缺的一部分，它是一种能够将交流电转换为直流电的电力电子装置。
其主要作用是将交流电源中的电能转换为直流电源，以供电力电子系统中的各种负载使用。
PWM整流器的基本原理是利用开关管的开关控制，将交流电源中的电能转换为直流电源。
在PWM整流器中，开关管的开关频率非常高，一般在几千赫兹到几十千赫兹之间，这样可以有效地减小开关管的损耗，提高整流器的效率。
同时，PWM整流器还可以通过控制开关管的占空比来调节输出电压和电流，从而实现对负载的精确控制。
在PWM整流器的控制策略中，最常用的是基于电流控制的方法。
这种方法主要是通过对电流进行反馈控制，来实现对整流器输出电压和电流的精确控制。
在实际应用中，电流控制方法可以分为两种，一种是基于平均电流控制的方法，另一种是基于瞬时电流控制的方法。
还有其他控制策略，如基于电压控制的方法、基于功率控制的方法等。
这些方法各有优缺点，需要根据具体的应用场景来选择合适的控制策略。
随着电力电子技术的发展，PWM整流器在新能源、电力牵引、电力电子变换等领域的应用越来越广泛。
其具有高效率、低谐波、快速响应等优点，但其控制策略的设计是整个系统性能的关键。
对PWM整流器及其控制策略进行研究具有重要意义。
1. PWM整流器概述PWM（脉冲宽度调制）整流器是一种先进的电力电子装置，其主要功能是将交流（AC）电源转换为直流（DC）电源。
与传统的线性整流器相比，PWM整流器具有更高的效率和更好的动态性能。
这种整流器利用PWM技术，通过快速开关电力电子开关（如IGBT或MOSFET）来控制电流的波形，从而实现对输入电流的有效控制。
PWM整流器主要由三相桥式电路、滤波器和控制电路组成。
三相桥式电路负责将AC电源转换为DC电源，滤波器则用于滤除输出电压中的高频谐波，而控制电路则负责根据输入电压和负载条件调整PWM 信号的占空比，从而实现对输出电压和电流的精确控制。
三相电压型PWM整流器控制技术综述
三相电压型PWM整流器控制技术综述一、本文概述随着电力电子技术的不断发展，三相电压型PWM整流器作为一种高效、节能的电能转换装置，在电力系统中得到了广泛应用。
该类整流器采用脉宽调制（PWM）技术，通过控制开关管的通断，实现对输入电流波形的精确控制，从而满足电网对谐波抑制、功率因数校正等要求。
本文旨在对三相电压型PWM整流器控制技术进行综述，分析其基本原理、研究现状和发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考。
本文首先介绍了三相电压型PWM整流器的基本结构和工作原理，包括其主电路拓扑、PWM控制技术以及电流控制策略等。
在此基础上，综述了当前国内外在三相电压型PWM整流器控制技术研究方面的主要成果和进展，包括调制策略优化、电流控制算法改进、系统稳定性分析等方面。
本文还对三相电压型PWM整流器在实际应用中所面临的问题和挑战进行了分析和讨论，如电网电压波动、负载变化等因素对整流器性能的影响。
本文展望了三相电压型PWM整流器控制技术的发展趋势，提出了未来研究的方向和重点，包括高效率、高可靠性、智能化控制等方面。
通过对三相电压型PWM整流器控制技术的综述和分析，本文旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
二、三相电压型整流器的基本原理三相电压型PWM整流器是一种高效、可控的电力电子设备，它采用脉宽调制（PWM）技术，实现对交流电源的高效整流，将交流电转换为直流电。
整流器主要由三相桥式电路、PWM控制器、滤波电路等部分组成。
三相桥式电路是整流器的核心部分，由六个开关管（通常是IGBT 或MOSFET）组成，每两个开关管连接在一起形成一个桥臂，共三个桥臂。
通过控制开关管的通断，可以实现将三相交流电源整流为直流电源。
PWM控制器是整流器的控制核心，它根据输入电压、电流等信号，生成相应的PWM控制信号，控制开关管的通断时间和顺序，从而实现对输出电压、电流等参数的精确控制。
PWM控制器通常采用数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）等实现，具有高精度、快速响应等特点。
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v jN (t ) s j vdc
idc (t ) ia (t )sa ib (t )sb ic (t )sc
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电流波形
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电压 由于直流侧电压idc(t)为PWM波形，因而直 流侧电压必然脉动，直流侧电容一方面旁 路了idc(t)的谐波分量，另一方面抑制了直流 电压的波动。直流回路的方程为
PWM整流器简介
硬件部 2011-11-23
PWM整流器分类
半桥 单相 电压型 PWM整流器 电流型 三相 全桥 全桥 半桥
PWM整流器拓扑结构
单相半桥
单相全桥
PWM整流器拓扑结构
三相半桥
PWM整流器拓扑结构
三相全桥
PWM整流器工作原理
• 交流侧矢量关系
E V VL VL LI
• IGBT参数设计 与三相逆变器一致 • LCL和母线电容参数设计
三相PWM整流的交流侧相电压在调制过程中取值±1/3vdc，±2/3vdc， 0
三相半桥整流器PWM分析
• 交流侧电压波形
三相半桥整流器PWM分析
• 电感两端电压
vLj (t ) e j (t ) v j 0 (t )
j=a, b, c
三相半桥整流器PWM分析
• 输入电流 输入电流为电感电压的积分
dvdc (t ) vdc (t ) idc (t ) C dt RL
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电压波形 直流侧电流到直流侧电压的传递函数为一 阶惯性环节，惯性时间常数RLC取值越大， 直流侧电压脉动越小，波形如下
Vdc ( s) RL I dc ( s) 1 RLC
三相半桥整流器电路设计
i j (t ) 1 1 v ( t ) dt [e j (t ) v j 0 (t )]dt Lj L L
j=a, b, c
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电流 以单位功率因数，整流状态为例，由交、 直流侧功率平衡关系得
j a ,b , c
i (t )v
j
jN
(t ) idc (t )vdc
三相半桥整流器PWM分析
v a0 (t ) vb0 (t ) vc0 (t ) 0 vaN (t ) vbN (t ) vcN (t ) vN 0 (t ) 3 v jN (t ) s j vdc j=a, b, c 2 s a s b sc v a 0 (t ) vdc 3
模式6(011)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式7(111)
模式8(000)
三相半桥整流器PWM分析
• 交流侧电压
电压方程：
v a 0 (t ) vaN (t ) vN 0 (t ) v b 0 (t ) vbN (t ) vN 0 (t ) v c 0 (t ) vcN (t ) vN 0 (t )
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式1(100)
模式2(010)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式3(110)
模式4(001)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式5(101)
E：输入电压矢量 VL：电感电压矢量 V：整流器交流侧电压矢量 I：输入电流矢量
PWM整流器工作原理
• 四象限运行
(a)
(b)
(c)
(a)：正电阻特性运行 (b)：纯电感特性运行 (c)：纯电容特性运行 Байду номын сангаасd)：负电阻特性运行
(d)
PWM整流器工作原理
• 四象限运行 通过控制整流器交流侧电压，就可以控制 输入电流，实现四象限运行。
三相半桥整流器PWM分析
• 开关模式 三相半桥PWM整流器有三个桥臂，为了进 行PWM控制，需对三个桥臂施加幅值、频 率相等，相位互差120°的三相对称正弦波 调制信号。 每相桥臂有2种开关模式，即上桥臂导通或 下桥臂导通，因此三相共有8种开关模式。
三相半桥整流器PWM分析
• 开关函数
三相半桥整流器PWM分析