三相SVPWM整流器主电路参数的设计_李守蓉
希望得到的。
稳态条件下，当 0≤t≤T1，sa =0，则有
vsa-sa
vdc=Em
+
vdc 3
（sb+sc）≈L
Δi1 T1
（12）
当 T1≤t≤Ts 时，sa =1，可以得出
vsa-sa
vdc=Em
+
vdc 3
（-2+sb+sc）≈L
Δi2 T2
（13）
在 电 流 峰 值 附 近 的 一 个 开 关 周 期 中 有 Δi1 -
在参考文献［3］中介绍了一种方法，在已知交流 侧电压源、负载参数的情况下来求解电感电容参 数。本文根据文献［1］介绍的思路在极值情况下建立 交流侧与直流侧的关系，然后根据负载参数推算 电源参数进而计算电感电容参数，这种分析同样 适用于由电源参数推算负载参数进而再计算电感 电容参数。
对于整个三相整流器主电路，以整流桥为中 心将主电路分为交流侧和直流侧，交流侧和直流 侧通过整流桥构成直接关系，可以由直流侧求出 交流侧，反之亦然。电感电容的取值范围与直流侧
1 引言
三相正弦空间矢量调制的电压型整流器在直 流电压利用率、抑制电机的谐波电流等方面都比 正弦脉冲宽度调制的整流器优越的多，大部分研 究都集中在 SVPWM 的控制部分，而对其主电路参 数的研究较少。SVPWM 主电路参数包括交流侧电 压源、电感、电阻和直流侧电容、负载参数等，其中 交流侧电感和直流侧电容参数对于整个系统的工 作状态都有很重要的作用，直接影响着电路的谐 波抑制、功率的双向流动等，因此有必要对电路的 参数进行详细地分析。
·44·
电气传动自动化
2009 年 第 4 期
C dvdc dt
=ia sa +ib sb+ic sc-iL
L dia dt
+Ria=ea-vdcsa- vMo
L dib dt
+Rib=eb-vdcsb- vMo
（1）
L dic dt
+Ric=ec-vdcsc- vMo
vMo
=-
1 3
vd（c sa+sb+sc）
摘要：用状态空间法建立三相 SVPWM 整流器 VSR 的数学模型，并根据此模型建立了三相 SVPWM 整流器
的等效电路模型，在理论上分析了该模型的交流侧和直流侧的稳态工作情况，分析了交流侧电感和直流侧
电容对整个主电路起着至关重要的作用，并提出了完整的主电路参数计算方法。
关键词：三相电压型 PWM 整流器；矢量控制 PWM；数学模型；主电路参数
Δi2 ，此式与式（12）、（13）联立方程组，又有：
（2vdc-3Em-vd（c sb+sc））（Em+ L=
vdc 3
（sb+sc））Ts
（14）
2vdc Δi1
令 Δi1=Δimax，如果设 sb+sc=x，v3dc =a，Em=b，2vdc-3Em=
c，则有关于 x 的方程：（f x）=（c-3ax）（b+ax），可知当
Ts
3L
［T（s sb+sc）-T2］≥
Im
sinωTs Ts
≈Im ω，要使斜率最大，就
有 sb=sc=1，可以得出：
L≤ 2T1 vdc 3Im ωTs
可知只有当 T1=Ts 时，将取得最大电流变化率，即
L≤ 2 vdc 3Im ω
（11）
公式（11）是计算 L 的一个表达式，是考虑电流跟
踪的快速性求解出来的。
（6）
Σ L dia dt
+Ria
=ea-（vdc
sa-
vdc 3
sk）
k=a，b，c
Σ 又令
vsa
=ea
+
vdc 3
sk
k=a，b，c
则有
L dia dt
≈vsa-vdc sa
（7）
式中：R 为交流侧电阻值，在这里假设电阻足够小，
为分析简便可以忽略不计。sk 为二值逻辑开关函
数。a 相电压方程的等效电路如图 3 所示。
直流电压条件下，V觶 max 即为定值，这样可以将确 定交流侧电压矢量幅值的最大值。
已知
V觶 L =ωL I觶
（4）
由#43; V觶 L
（5）
由式（3）-（5）可以求出电感 L 的取值范围为：
L≤ 姨M2Vdc2-Em2 ωΙm
3.2 满足瞬间电流跟踪指标时的电感计算 从图 1 可以写出 a 相电压方程：
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电气传动自动化
2009 年 第 4 期
x= vdc-3Em vdc
时方程有最大值，又因
vdc＜3Em，0≤x≤
2，故说明只有在 x=0 时方程有最大值，即：sb =sc=0，
因此可以得出抑制谐波的电感的值就要满足 L≥
（2vdc-3Em）Em Ts 。 2vdc Δimax
可以求出满足 VSR 瞬态电流跟踪指标时的电
即交流部分和直流部分。这两部分之间通过脉宽调 制建立联系，交流侧电压由直流电压调制而来，而 直流侧输入电流由交流侧电流调制而来。
V觶 max =Mvdc idc =ia sa+ib sb+ic sc
（3）
式中：M 为 PWM 相电压最大利用率（与 PWM 控制
方式相关），这说明 PWM 控制方式确定后，一定的
vsa-sa
vdc=
vdc 3
（-2+sb+sc）≈L
Δi2 T2
（8） （9）
若满足快速电流跟踪要求，那么要求实测电流在一
个周期内能够快速上升，它的上升斜率能够大于指
令电流的上升斜率，而且希望实测电流的斜率越大
越好，如图5 所示。
i i* B
A1
i
A2
i*
α
t
o
β1 β2
T2
C
T1
Ts
图5
α 表示指令电流的上升斜率，β 表示实测电流
感的表达式为:
（2vdc-3Em）Em Ts ≤L≤ 2vdc
2vdc Δimax
3Im ω
（15）
Δimax 为最大允许谐波电流脉动量。
由式（6）和（15）可以求出电感的取值范围为：
ω ω
ωωL≤
ω ω
姨M2 vdc2-Em2 ωIm
ω
ωωω（2vdc-3Em）Em Ts
ω ω ω
2vdc Δimax
Abstract：A methematical model of three-phase SVPWM rectifier is introduced. The method takes restrain harmonic
and bi -directional power flow characteristic into consideration, which is key to accomplishing the whole task of
中图分类号：TM461
文献标识码: B
Design of three-phase SVPWM rectifier circuit parameters
LI Shou-rong，TIAN Ming-xing
（School of Automation & Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou730070，China）
从图 4 中可知，在 0≤t≤T1 时间内，a 相开关管
2009 年 第 4 期
李守蓉，田铭兴 三相 SVPWM 整流器主电路参数的设计
·45·
i i*
Δi1 O
O
i
T1 sa =0
Ts
i* T2 sa =1
Δi2 t
t
图 4 电流过零处附近一个 PWM 开关周期中的电流跟踪波形
下管导通，电路给电感充电，电流上升，而在 T1≤t≤
≤L≤ 2vdc 3Im ω
取上述公式的交集得出电感的最终取值范围为：
（2vdc-3Em）Em Ts ≤L≤ 姨M2 vdc2-Em2 （16）
2009 年 第 31 卷 第 4 期 第 43 页
电气传动自动化 ELECTRIC DRIVE AUTOMATION
Vol．31，No．4 2009，31（4）：43～ 47
文章编号：1005—7277（2009）04—0043—05
三相 SVPWM 整流器主电路参数的设计
李守蓉，田铭兴
（兰州交通大学 自动化与电气工程学院，甘肃 兰州 730070）
Ts 时间内，a 相开关管上管导通，电感通过电路放电。
在这里假设 Ts 非常小，接近电流零点，就有
i≈0，e≈0；同理当电流峰值时，就有 i≈Im，e≈Em。
在稳态条件下，当 0≤t≤T1 时 sa =0，有
vsa-sa
vdc=
vdc 3
（sb+sc）≈L
Δi1 T1
当 T1≤t≤Ts 时，sa =1，有
vdc
vb0 =
sb-
1 3
（sa+sb+sc）
vdc
（2）
vc0 =
sc-
1 3
（sa+sb+sc）
vdc
3 交流侧电感的选择
在 VSR 系统设计中，其交流侧电感的设计至 关重要，这是因为 VSR 交流侧电感的取值不仅影 响电流环的动、静态响应，而且还制约着 VSR 输出 功率、功率因数以及直流电压，它在整流电路系统 中还起着隔离电压、滤除谐波、传输无功功率等作 用，可见 VSR 交流侧电感对 VSR 系统的影响和作 用是多方面的。以下具体介绍交流侧电感的选择。 3.1 稳态单位功率因数条件下
基于空间矢量控制(SVPWM)技术的三相电压型整流器设计
基于空间矢量控制（SVPWM）技术的三相电压型整流器设计作者：佚名来源：本站整理发布时间：2010-9-9 10:54:01 [收藏] [评论]传统的变压整流器和非线性负载的大量使用使电网中电流谐波含量较高，对飞机供电系统和供电质量造成很大影响。
消除电网谐波污染、提高整流器的功率因数是电力电子领域研究的热点。
空间矢量PWM(SVPWM)控制具有直流侧电压利用率高、动态响应快和易于数字化实现的特点。
本文采用空间矢量技术对三相电压型整流器进行研究，使其网侧电压与电流同相位，从而实现高功率因数整流。
1 空间矢量控制技术SVPWM控制技术通过控制不同开关状态的组合，将空间电压矢量V控制为按设定的参数做圆形旋转。
对任意给定的空间电压矢量V均可由这8条空间矢量来合成，如图1所示。
任意扇形区域的电压矢量V均可由组成这个区域的2个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。
这几个矢量的作用时间可以一次施加，也可以在一个采样周期内分多次施加。
也就是说，SVPWM通过控制各个基本空间电压矢量的作用时间，最终形成等幅不等宽的PWM脉冲波，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转。
主电路功率开关管的开关频率越高，就越逼近圆形旋转磁场。
为了减少开关次数，降低开关损耗，对于三相VSR某一给定的空间电压矢量，采用图2所示的合成方法。
在扇区I中相应开关函数如图3所示。
零矢量均匀地分布在矢量的起、终点上，除零矢量外，由V1、V2、V4合成，且中点截出2个三角形。
一个开关周期中，VSR上桥臂功率开关管共开关4次，由于开关函数波形对称，谐波主要集中在整数倍的开关频率上。
2 直接电流控制策略三相VSR的电流控制策略主要分为直接电流控制和间接电流控制。
直接电流控制采用网侧电流闭环控制，提高了网侧电流的动、静态性能，并增强电流控制系统的鲁棒性。
而在直接控制策略中固定开关频率的PWM电流控制因其算法简单、实现较为方便，得到了较好应用，在三相静止坐标系中，固定开关频率的PWM电流控制电流内环的稳态电流指令是一个正弦波信号，其电流指令的幅值信号来源于直流电压调节器的输出，频率和相位信号来源于电网;PI电流调节器不能实现电流无静差控制，且对有功电流和无功电流的独立控制很难实现。
三相SVPWM调制的电流型PFC整流器
中 图分 类 号 ：Ｍ４ １ Ｔ ６
文 献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ：２９ ２ １（０ ８０ — ０ １０ ０ １— ７ ３２０ ）３０ ４— ５
０ 引言
目前 大量 用 电设 备均 存 在谐 波污 染 和功 率 因
１ 三 相 电流 型 Ｐ Ｃ整 流 器 工作 原 理 Ｆ
三 相 电流型 Ｐ Ｃ整流 器 主 电路 原理 图如 图 １ Ｆ
三相 Ｓ Ｐ Ｖ ＷＭ调 制的电流型 Ｐ Ｃ整流器 Ｆ
陈 丹， 武 霆， 余 恒
１０ ４ ） ０ ０４ （ 北京交通大学 电气工程学院， 北京
摘 要： 介绍 了一种基 于空间矢量调制的三相电流型 Ｐ Ｃ整流器， 用有功功率和无功功率解耦 Ｆ 采 的控 制 策略 。此外还 介 绍 了一种基 于电 网侧 电感 电压反馈 的抑 制 电 网侧 电流振 荡的 方法 。 真和 仿 实验结果均表明 系统具有 良 好的动静 态特性 ， 交流侧 电流波形接近正弦， 功率因数接近 １ 。
ｆ ｅ ｂ ｃ ａ ｉｂ ｅ ｓｉ ｔ ｄ ｃ ｄ Ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎａ ｓ ｌ ｏｈ ｓ ｏ ｘ ｅ ｅ ｔｐ ｒ ｒ ｎ ｃ ｎ ｂ ｔ ｔａ ｙ ｅ ｄ ａ ｋ ｖ ｒ ｌｓｉ ｎｒ ｕ ｅ ． ｈ ｉ ｌｔ ｘ ｅｉ ａ ｏ ｏ ｎ ｍｅ ｔｌｒ ｕ ｔ ｂ ｔ ｈ ｗ ｅ ｃ ｌ ｎ ｅ ｆ ｍａ ｅ ｉ ｏ ｈ ｓｅ ｄ ｅ ｓ ｏ
数低等问题 ， 从负载本身的角度出发 ， 一个解决办
法是采 用脉 宽调 制 的 电流型 Ｐ Ｃ整流 器 ，不 仅 可 Ｆ
所示。忽略高次谐波 ，可以把三相 电流型 Ｐ Ｃ整 Ｆ 流器 交 流侧 等效 为一 三相 交 流 电流 源 ；而把 直流
基于SVPWM技术的三相电压型整流器设计
基于SVPWM技术的三相电压型整流器设计
于直流电压调节器的输出，频率和相位信号来源于电网;PI 电流调节器不能实现电流无静差控制，且对有功电流和无功电流的独立控制很难实现。
在两相同步旋转坐标系(d，q)中的电流指令为直流时不变信号，且其PI 电流调节器实现电流无静差控制，也有利于分别对有功电流
和无功电流
独立进行控制。
3 三相VSR 数字控制系统
三相VSR 数字控制系统结构如图4 所示，控制系统采用电压外环和两
个电流内环组成双环控制结构，电压环控制三相VSR 直流侧电压，通过输出
直流侧电压Vdc 与给定参考电压
差值经过PI 调节产生电流参考信号
，起到跟踪控制输出直流电压的目的;电流环用来按照电压环调节器输出的电流指令进行电流控制，按照电压外环输出的电流信号
对输入电流进行控制，利用SVPWM 算法产生开关信号控制整流器来实现单位功率因数。
三相PWM 整流器是采用电机矢量控制的思想通过控制电流来调节电压。
采样后的三相电流通过CLARK 和PARK 坐标变换获得两相旋转坐标系下的id、iq 分量，将电压误差信号经PI 调节作为有功电流指令值，而无功电流
的指令值可以直接设为零，通过解耦得到三相VSR 的指令电压，并通过SVPWM 算法得到三相整流器的控制信号。
3.1 交流侧电压调理电路。
基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的仿真设毕业论文
基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的仿真设毕业论文目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (2)1.1.2 PWM整流器国外研究现状 (2)1.2 电压型PWM整流器的控制技术 (3)1.3 本文的主要研究容和重点 (4)2 三相PWM整流器原理、控制策略与调制技术 (6)2.1 PWM整流器的基本原理 (6)2.2 PWM整流器的拓扑结构 (8)2.2.1 单相全桥PWM整流器拓扑结构 (8)2.2.2 三相半桥PWM整流器拓扑结构 (9)2.3 三相电压型PWM整流器的低频数学模型 (11)2.3.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (11)2.3.2 两相旋转坐标系下的低频数学模型 (13)2.4 三相电压型PWM整流器的电流控制策略 (15)2.4.1 间接电流控制 (15)2.4.2 直接电流控制 (16)2.5 SVPWM调制技术基本原理 (17)2.6 本章小结 (19)3 三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (21)3.1 SVPWM算法实现 (21)3.2 主电路参数设计 (26)3.2.1 直流电压的选择 (26)3.2.2 网侧电感值的设计 (27)3.2.3直流侧电容的设计 (27)3.3 电压空间矢量控制的三相VSR的仿真研究 (27)3.3.1 三相VSR电流解耦 (27)3.3.2三相VSR双环反馈PI参数设定 (29)3.3.3三相VSR整流状态下的仿真结果 (31)3.3.4 SVPWM与SPWM效果对比 (32)3.4 本章小结 (33)参考文献 (34)结论与展望 (35)致谢 (36)1 绪论从20实际30年代的水银整流器到1957年的第一支晶闸管再到如今的MCT(MOS控制晶闸管)、SIT(静电感应晶体管)及IGCT(静电感应晶体管)等等。
随着功率半导体技术的不断发展,越来越多的电力电子装置广泛运用于电化学工业、铁道电气机车、钢铁公业、电力工业等诸多领域。
基于空间矢量控制的三相PWM整流器研究的开题报告
基于空间矢量控制的三相PWM整流器研究的开题报告一、研究背景和意义随着电气化水平的提高，三相PWM整流器在工业中的应用越来越广泛。
但是，传统的三相整流器存在一些问题，如功率因数低、谐波较多等，难以满足现代工业的需求。
空间矢量控制（SVPWM）作为一种先进的控制方法，可以有效地提高三相PWM整流器的性能。
因此，研究基于SVPWM的三相PWM整流器具有非常重要的现实意义。
二、研究内容1. 研究SVPWM的基本原理和特点；2. 研究三相PWM整流器的工作原理和主要问题；3. 基于SVPWM控制算法，设计三相PWM整流器；4. 分析设计结果，评估控制算法的性能和可靠性。
三、研究方法1. 文献综述，深入了解空间矢量控制和三相PWM整流器在现代工业中的应用；2. 借助MATLAB/Simulink对SVPWM控制算法进行建模和仿真，分析控制算法的性能；3. 根据仿真结果，设计三相PWM整流器硬件电路，并进行实际测试；4. 对测试结果进行分析，评估控制算法的可行性和优劣。
四、预期成果1. 研究SVPWM控制算法在三相PWM整流器中的应用；2. 设计可靠、高效的三相PWM整流器；3. 提出针对三相PWM整流器性能优化的控制策略和方法；4. 发表论文1-2篇，申请专利1项。
五、研究团队本研究立项由XX高校组织，并邀请相关领域的专业人士与学者组成研究团队。
团队组成如下：1. 主持人：XXX，博士，教授，电气工程领域专家；2. 技术骨干：XXX，博士，副教授，电气工程领域专家；3. 研究生：XXX，电气工程专业硕士研究生，协助主持人完成实验及数据分析工作。
六、进度安排1. 前期调研和文献综述：3个月；2. SVPWM控制算法的仿真建模和分析：9个月；3. 三相PWM整流器硬件电路设计和实验：6个月；4. 数据分析、论文撰写和专利申请：6个月。
三相VSRPWM整流
第一章绪论1.1 PWM整流器的概述电力电子技术的高速发展，使得功率半导体开关器件的性能也在不断提高，已经冲早期广泛使用的半控型功率半导体开关，如普通晶闸管（SCR）发展到如今性能不同且种类繁多的全控型功率开关，如双极性晶体管（BJT）、门极关断（GTO）晶闸管、绝缘栅双极性晶体管（IGBT）、功率场效应晶体管（MOSFET）等。
尤其是20世纪90年代发展起来的智能型功率模块（IPM）开创了功率半导体开关器件的新发展方向。
功率半导体开关器件技术的进步，使得电力电子变流装置技术得以迅速发展，出现了如变频器、逆变电源、高频开关电源、以及各类变流器等以脉宽调制（PWM）控制为基础的各类变流装置，这些各类变流装置在国民经济各领域中起着重要的作用。
不过，目前这些变流装置中的很大一部分都需要整流环节，从而获得直流电压，因为常规的整流环节多采用了二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路，所以对电网注入了大量的谐波和无功，造成了严重的电网“污染”。
要想治理这种“污染”，最根本的措施就是使变流装置的网侧电流实现正弦化，并运行于单位功率因数。
对此，大量学者为此展开了大量研究工作。
其核心思想就是，在整流器的控制中引入PWM技术，使整流器网侧电流正弦化，并可运行于单位功率因数。
根据能量是否可以双向流动，有可逆PWM整流器和不可逆PWM整流器两种不同拓扑结构的PWM整流器。
本设计只用到可逆PWM整流器及其控制策略，以下文中所指PWM整流器都是指可逆PWM整流器。
因为PWM整流器实现了网侧电流正弦化，并运行于单位功率因数，且能量可双向传输，所以真正实现了“绿色电能变换”。
因为PWM整流器网侧呈现出受控电流源特性，所以这一特性使PWM整流器及其控制技术得到了进一步的发展和拓宽，并且取得了更为广泛和更为重要的应用，如有源电力滤波（APF）、超导储能（SMES）、电气传动（ED）、静止无功补偿（SVG）、统一潮流控制（UPFC）、高压直流输电（HVDC）、新型UPS以及太阳能、风能等可再生能源的并网发电等。
三相PWM整流器的研制
的 直 接 电流 控 制 方 式 ，具 有 快 速 的动 、静 态 调 整 性 能及 较 高 的直 流 电压 利 用 率 等 优 点 ，正 成 为 Ｐ ＷＭ
在三 相静 止对 称坐标 系（ ，ｂ ， ｃ ） 中 ，Ｐ Ｗ Ｍ 整
流 器开关 函数 模型
三相 Ｐ Ｗ Ｍ 整 流 器 的研 制
赵 武玲 彭树 文 王伟 强 姚 广
（ 核 工业理 化工程研 究院 ，天 津 ３ ０ ０ １ ８ ０ ）
摘 要 本文提 出 了一种基 于 空 间矢量脉 宽调 制 （ Ｓ ＶＰ ＷＭ ）的直接 电流 控 制策略 的 三相 电压 型Ｐ ＷＭ 整流器 ，给 出 了它 的拓扑 结构及 数 学模 型 。为 了提 高系 统 的可靠性 ，优 化 了主 电路 结构 设 计及 控制 系统软硬 件设 计 ， 并 搭建 了样机 进行试 验 。 试 验结果 表 明三相 Ｐ ＷＭ 整 流器 带负 载运 行 效果 良好 ，所设 计 的控 制系 统具有 很好 的稳 态和 动态性 能。 关键 词 ：整流器 ；状 态 空间矢 量脉 宽调 制 ；抗干 扰
Ｔｈｅ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｔｈｒ ｅ ｅ － ｐｈａ ｓ ｅ ＰＷ Ｍ Ｒｅ ｃ ｔ ｉ ｉｅ ｆ ｒ
Ｚｈ ａｏ Ｗｕ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｐｅ ｎ ｇＳ ｈｕ ｗｅ ｎ Ｗａ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ ｑｉ ａｎ ｇ Ｙ ａｏ Ｇｕ ａ ｎ ｇ
传 统变频器 其整流 器部分多采用二极管整流或 可控硅整 流方式，输入 电流 谐波大，对 电网造成很 大污染 ，工程应 用中需要另外加装功率因数补偿装 置 ，成本 高，体积大 。随着绿 色能源 的快速发展，
脉 宽调 制 （ Ｐ ｗＭ ）整 流 器 技 术 以其 能 够 实 现 网侧 单
基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的仿真设
本科毕业设计题目： 基于SVPWM 的三相电压型 PWM 整器的仿真设计学 院:专 业:学 号:****:****:日 期:二〇一五年六月摘要电力电子器件目前已广泛应用于人们日常生活和工业生产中，而常规整流环节通常广泛采用二极管整流电路和晶闸管相控整流电路，这些不可控和相控整流会对电网注入了大量谐波，污染电网，消耗无功功率，降低功率因数。
而三相电压型PWM整流器因其在保持输出电压恒定、提高系统功率因数、大幅降低谐波污染、能量绿色利用等方面具有明显优势，在有源滤波、无功功率补偿以及交直流传动系统等领域得到了越来越广阔的应用。
本文详细阐述了PWM整流器的工作原理，结合理论分析了主电路功率器件的选取，并建立了基于三相和两相静止坐标系以及两相旋转坐标系的低频数学模型。
选定本文主要研究对象为电压型三相桥式PWM整流器(三相VSR)。
电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式具有电压利用率高，电流谐波少等优点，因此对其基本原理和实现方法进行了详尽的讲解，并选择了其中谐波含量相对小的对称矢量排序策略。
为实现对网侧电流的独立控制，需对电流进行解耦控制。
通过综合分析与对比，选择dq坐标系下的双环反馈直接电流控制策略，极大的改善了系统的动态性能和稳定性，最后基于Simulink建立了的控制系统的仿真模型，验证了控制方案的可行性。
在三相电压型PWM整流器系统的Simulink仿真研究中，整个系统主要包括以下模块：主电路模块、SVPWM控制模块以及PI模块，通过对PI参数的不断调整校正，使整流器实现了较好的整流效果。
关键字： PWM整流； SVPWM调制；双环反馈；直接电流控制；仿真研究AbstractPower electronic devices are now widely used in People's Daily life and industrial production, while the conventional rectifier section usually widely consists of diode-rectifier circuit and phase-control thyristor rectifier, which injects large amounts of harmonics into the power networks and produces much contamination. It would reactive power consumption and lower power factor. The three-phase voltage-source PWM rectifier(VSR) have the characteristics of constant direct voltage, green power, power flow high power factor, small harmonic pollution, so they have more and more application perspective in active filtering, reactive-load compensation and motor control systems.The principle of PWM rectifier was introduced in details, analyzing the selection of power devices of main circuit combined with theoretical and constructing the low-frequency mathematical model based on the three-phase static coordinate system and the two-phase synchronous rotating coordinate system from the point of the topology of the main circuit. We select the three-phase bridge voltage type PWM rectifier as this major study. With the voltage space vectors pulse width modulation, we can get higher usage of the voltage, at the same time it can effectively reduce the current harmonics. In this paper, the principle of three- phase voltage space vector and the specific implementation were analyzed in details, choosing the symmetric vector sequencing strategy with relatively small harmonic content.In order to realize the independent control of the net side current, We have to get the current decoupled. The bicyclic directly current control scheme in dq rotation is selected, it makes the system more stable and faster response，and through the closed loop system simulation based on simulink to verify the feasibility of this current control scheme.In the research of the system of the three-phase voltage-source PWM rectifier based on simulink, establish the main circuit model, SVPWM simulate module and simulate model of PI control conditioner. The rectifier will achieve good rectifyingeffect by adjusting PI parameters calibration constantly.Key words：PWM rectifier；SVPWM modulation；Double loop feedback；Direct current control；Simulate research目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (2)1.1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2 电压型PWM整流器的控制技术 (3)1.3 本文的主要研究内容和重点 (4)2 三相PWM整流器原理、控制策略与调制技术 (6)2.1 PWM整流器的基本原理 (6)2.2 PWM整流器的拓扑结构 (8)2.2.1 单相全桥PWM整流器拓扑结构 (8)2.2.2 三相半桥PWM整流器拓扑结构 (9)2.3 三相电压型PWM整流器的低频数学模型 (11)2.3.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (11)2.3.2 两相旋转坐标系下的低频数学模型 (13)2.4 三相电压型PWM整流器的电流控制策略 (15)2.4.1 间接电流控制 (15)2.4.2 直接电流控制 (16)2.5 SVPWM调制技术基本原理 (17)2.6 本章小结 (19)3 三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (21)3.1 SVPWM算法实现 (21)3.2 主电路参数设计 (26)3.2.1 直流电压的选择 (26)3.2.2 网侧电感值的设计 (27)3.2.3直流侧电容的设计 (27)3.3 电压空间矢量控制的三相VSR的仿真研究 (27)3.3.1 三相VSR电流解耦 (27)3.3.2三相VSR双环反馈PI参数设定 (29)3.3.3三相VSR整流状态下的仿真结果 (31)3.3.4 SVPWM与SPWM效果对比 (32)3.4 本章小结 (33)参考文献 (34)结论与展望 (35)致谢 (36)1 绪论从20实际30年代的水银整流器到1957年的第一支晶闸管再到如今的MCT(MOS控制晶闸管)、SIT(静电感应晶体管)及IGCT(静电感应晶体管)等等。
三相SVPWM整流器主电路参数的设计
2
三相 VSR 的数学模型
三相主电路模型如图 1 所示。
ea eb O ec
A
L L LБайду номын сангаас
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侧电压源、负载参数的情况下来求解电感电容参 数。 本文根据文献 介绍的思路在极值情况下建立
［1］
sa vdc sa sb sc C vdc 负 载
交流侧与直流侧的关系，然后根据负载参数推算 电源参数进而计算电感电容参数，这种分析同样 适用于由电源参数推算负载参数进而再计算电感 电容参数。 对于整个三相整流器主电路，以整流桥为中 心将主电路分为交流侧和直流侧，交流侧和直流 侧通过整流桥构成直接关系，可以由直流侧求出 交流侧， 反之亦然。电感电容的取值范围与直流侧
2009 年 第 31 卷 第 4 期 第 43 页
电气传动自动化 ELECTRIC DRIVE AUTOMATION
Vol．31， No．4 2009， 31 （4 ） ： 43～ 47
文章编号： 1005—7277 （2009 ） 04—0043—05
三相 SVPWM 整流器主电路参数的设计
李守蓉，田铭兴
L ia vdc sa vdc
觶 V
觶L V 觶 I
图 3 三相 VSR a 相等效电路
图 2 PWM 整流器交流侧矢量关系
觶 为交流侧 觶 为交流电网电动势矢量； e V 图 2 中， 觶 L 为交流侧电感电压矢量； 觶 为交流侧 V I 电压矢量； 电流矢量。 从式 （2 ） 和图 2 可以看出， 直流侧和交流侧存 在这样的关系： 三相 VSR 的数学模型包括两部分，
vsa 为图 1 三相 VSR 中 A 点和 O′ 之间的电压 差； sa vdc 为 a 相整流桥的输入电压。 3.2.1 满足快速电流跟踪要求的 L 设计 要使实测电流能够快速跟上指令电流 i* 的变 化， 可以分析电流过零时的电流瞬态过程， 这里只 要分析在电流过零处附近的一个 PWM 开关周期 Ts 中的电流跟踪瞬态过程， 其波形如图 4 所示。 从图 4 中可知，在 0≤t≤T1 时间内， a 相开关管
三相三电平SVPWM整流装置的研究与设计的开题报告
三相三电平SVPWM整流装置的研究与设计的开题报告一、选题背景三相三电平SVPWM整流装置是电力系统中常用的一种高效、高可靠性变流方案，具有输出电压稳定、波形纹波小、噪声低等优点，广泛应用于交流传动和照明控制等领域。
但现有的SVPWM整流装置在控制策略和电路拓扑上仍存在一些问题，如复杂的控制算法、高成本的元器件、系统容易失稳等，因此对其进行改进和优化，提高其性能和可靠性，具有重要的实际意义。
二、选题目的本课题旨在针对现有SVPWM整流装置中存在的问题，采用新的控制策略和电路拓扑，设计出一种高效、低成本、稳定性强的三相三电平SVPWM整流装置，为实际工程应用提供一种可行的解决方案。
三、研究内容1. 研究SVPWM的基本原理、特点及其在三相三电平变流器中的应用。
2. 对比分析不同拓扑结构的三相三电平SVPWM整流装置，选择合适的电路结构。
3. 设计高性能、低成本的驱动电路，确保系统能够稳定工作。
4. 采用先进的控制算法，提高系统的响应速度和抗扰性。
5. 对整个系统进行仿真和实验验证，分析其性能及可靠性。
四、研究意义1. 优化SVPWM整流装置的控制策略和电路拓扑，提高其性能和可靠性。
2. 探究先进的控制算法在SVPWM整流装置中的应用，为实际工程应用提供借鉴和参考。
3. 设计成本低廉、性能稳定的三相三电平SVPWM整流装置，为交流传动和照明控制等领域提供节能、环保的解决方案。
五、研究方法1. 基于MATLAB等软件平台，进行理论求解和仿真分析。
2. 进行实验研究，收集实验数据，对结果进行分析。
3. 持续学习新的控制算法和电路设计技术，不断改进和优化方案。
六、研究进度安排阶段 | 完成时间 | 任务-|-|-第一阶段 | 2022.3-2022.5 | 研究SVPWM的基本原理、特点及其在三相三电平变流器中的应用，对比分析不同拓扑结构的三相三电平SVPWM整流装置。
第二阶段 | 2022.6-2022.8 | 设计高性能、低成本的驱动电路，并采用先进的控制算法。