PWM整流器
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浅谈PWM整流器的简单控制方法
电力 电子 ・ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
浅谈 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的简 单控 制 方法
文／ 黄 雨 鑫
相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流器 的主 电路 结构 图 如 图
对Ｐ Ｗ Ｍ整 流 器 工 作 原 理 作 系 统 分 析 ， 整 流 器 建 模 ，依 据 瞬 时
个 输出电压 ，此时 ，它体现为逆变器的功能。 但当电网向整流器直流侧的储能元件充 电时 ， Ｐ ＷＭ 变 流器 就 处在 整 流 状态 。 因此 ，Ｐ ＷＭ
变 流 器 既 是 逆 变 器 也 是 整 流 器 。 由于 电路 直 流
侧有不同的储能元件的不 ，将这些不 同性质的 储能元件为分为 电容的 电压源型 、储能元件为 电感 的 电流 源 型 两 种 ，其 中 ， 电压 源 型 整 流 器
主 电路 的储 能 元 件 选 用 前 者 ， 由于 电容 的 电压
图２ — ３ ： 电流 控 制 环
源 型储 能元件具有优 良的电气特性 ，因此它 的 应用范围很广泛。依据三相 电乐型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的数 学模 型，根据 控 制 目标推 演 出控 制 规 律。这种控制算法 与原 有的解 耦控 制箅法相 比
要 包 括 功 率 开 关 、 缓 冲 电 路 和 储 能 元 件 。 主 电路中的 Ｐ ＷＭ 变 流 器 ，其 主 要 功 能 是产 生 一
逆变器的中点 ０ 和直流侧的 Ｎ 点能够由一 电流的控制过程 中，同时还存在 系统电压对 ｄ 电路就能够 简化成单相等效 电路 。如 图 ２ 一 ｌ 所 示 。其 中采用可控 电压源来代表逆变器的输 出 电压 。
系中，其 中的有功 电流和无功 电流具有耦合 关 联 ， 当对 其 中 ｄ轴 或 ｑ轴 电流 进 行 控 制 时 也 会 导 致 另一轴 电流 发生 变化。为 了使 ｄ 、ｑ轴 电
浅谈 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的简 单控 制 方法
文／ 黄 雨 鑫
相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流器 的主 电路 结构 图 如 图
对Ｐ Ｗ Ｍ整 流 器 工 作 原 理 作 系 统 分 析 ， 整 流 器 建 模 ，依 据 瞬 时
个 输出电压 ，此时 ，它体现为逆变器的功能。 但当电网向整流器直流侧的储能元件充 电时 ， Ｐ ＷＭ 变 流器 就 处在 整 流 状态 。 因此 ，Ｐ ＷＭ
变 流 器 既 是 逆 变 器 也 是 整 流 器 。 由于 电路 直 流
侧有不同的储能元件的不 ，将这些不 同性质的 储能元件为分为 电容的 电压源型 、储能元件为 电感 的 电流 源 型 两 种 ，其 中 ， 电压 源 型 整 流 器
主 电路 的储 能 元 件 选 用 前 者 ， 由于 电容 的 电压
图２ — ３ ： 电流 控 制 环
源 型储 能元件具有优 良的电气特性 ，因此它 的 应用范围很广泛。依据三相 电乐型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的数 学模 型，根据 控 制 目标推 演 出控 制 规 律。这种控制算法 与原 有的解 耦控 制箅法相 比
要 包 括 功 率 开 关 、 缓 冲 电 路 和 储 能 元 件 。 主 电路中的 Ｐ ＷＭ 变 流 器 ，其 主 要 功 能 是产 生 一
逆变器的中点 ０ 和直流侧的 Ｎ 点能够由一 电流的控制过程 中，同时还存在 系统电压对 ｄ 电路就能够 简化成单相等效 电路 。如 图 ２ 一 ｌ 所 示 。其 中采用可控 电压源来代表逆变器的输 出 电压 。
系中，其 中的有功 电流和无功 电流具有耦合 关 联 ， 当对 其 中 ｄ轴 或 ｑ轴 电流 进 行 控 制 时 也 会 导 致 另一轴 电流 发生 变化。为 了使 ｄ 、ｑ轴 电
三相pwm整流电路工作原理
三相pwm整流电路工作原理三相PWM整流电路是一种能够将三相交流电转换为直流电的电路。
该电路采用PWM（脉宽调制）技术控制混合型整流桥，通过改变开关器件的导通时间比来控制输出电流的大小。
本文将介绍三相PWM整流电路的工作原理，并提供相关参考内容。
三相PWM整流电路的工作原理：三相PWM整流电路由混合型整流桥和PWM控制电路组成。
混合型整流桥由六个可控硅（或IGBT）开关组成，它们分别位于三相交流电源的三个相线和直流输出端之间。
PWM控制电路通过控制六个开关器件的导通时间比例，来实现对输出电流的精确控制。
三相PWM整流电路的工作过程如下：1. 三相交流电源通过三个变压器分别接到整流桥的三个输入端，供电给负载。
2. PWM控制电路通过测量负载电流、输入电压、温度等信息，计算需要输出的电流，并产生相应的PWM信号。
3. PWM信号控制开关器件的导通时间比例。
在每个电流周期内，通过适当的开关动作，调整开和关的时间，以控制输出电流的大小。
开关器件导通时，正向电压施加在负载上，负载得到能量；开关器件关闭时，负载断电。
4. 通过不断调整开关器件的导通时间比例，以跟踪负载电流，实现输出电流的稳定控制。
三相PWM整流电路的特点：1. 输出电流可进行精确控制。
通过调整开关器件的导通时间比例，可以实现精确的输出电流控制。
这种控制不仅能保证输出电流的恒定性，还能避免电流过大或过小导致的电路损坏。
2. 效率高。
由于PWM技术的应用，整流过程中开关器件的损耗较小，从而提高了整体的能效。
3. 传输效率高。
三相PWM整流电路可以实现三相交流电到直流电的转换，因此在电能的传输效率上相对较高。
4. 可靠性高。
通过PWM控制电路对整流桥的开关器件进行控制，可以提高电路的稳定性和可靠性。
关于三相PWM整流电路的相关参考内容：1. 《电力电子技术及应用》杜聪，中国电力出版社。
2. 《实用电能质量调节与控制技术》王军，机械工业出版社。
3. 《交直流三相不对称和谐波控制的综合分析与计算方法》杨占明，中国科学技术大学硕士学位论文。
PWM整流电路
R ia
Ua
(udc
Sa
uNO )
(9.8)
同理可得b相和c相的微分方程如下:
Ls
dib dt
R ib
Ub
(udc
Sb
uNO )
Ls
dic dt
R ic
Uc
(udc
Sc
uNO )
(9.9) (9.10)
9.3.1三相PWM整流器动态数学模型
对于三相平衡系统，有: U a U b U c 0 ，将式(9.8)、(9.9)、(9.10)变
将式(9.5)、式(9.6)代入式(9.4)得: Ls
Sa Sa 1
Rt Rs
dia dt
R
R ia
Ua
[(ia
Rt
U dc ) Sa ia
(9.7)
Rt
Sa
u NO
]
同一桥臂上下开关不能同时导通，即 Sa Sa 1，同时约定Rt Rs R ,则式
(9.7)可写为:
Ls
dia dt
9.3.1三相PWM整流器动态数学模型
对a相电路，有:
Ls
dia dt
Rs
ia
Ua
(uAN
uNO )
(9.4)
设 R1 为IGBT的等效电阻，当上桥臂开关导通，且下桥臂开关关断时，有:
u AN ia Rt udc
(9.5)
当下桥臂导通，上桥臂关断时有:
u AN ia Rt
(9.6)
种拓扑结构中以多个功率开关串联使用，并采用二极管箱位以 获得交流输出电压的三电平调制，因此，三电平 VSR 在提高 耐压等级的同时有效的 降低了交流侧谐波电压
、电流，从而改善了其
三相PWM整流器交流侧电感的设计
Ａｂｓｒ ｃ ： ｈ ａｎ ｃｒ ｕｉ ｏｆｔ ｅ — ａ ｅＰＷ Ｍ ｅ ｔｆｅ ｄｅ ｎｂ ｌ ｎ ｅ ｎｐｕ ｌａ ｏｎ ｔｏ ａ ｎ— ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｍ ｉ ｉｃ ｔ ｈｒ ｅ ｐｈ ｓ ｒ ｃ ｉｉｒｕｎ ｒｕ ａ ａ ｃ ｄ ｉ ｔｖｏ ｔｇｅｃ ｄｉｉｎｓｗ ｓａ
电气传 动 ２ １ ０ １年 第 ４ １卷 第 ３期
Ｅ Ｅ Ｔ Ｉ Ｒ ＶＥ ２ １ Ｖ １ １ Ｎｏ ３ Ｌ Ｃ Ｒ Ｃ Ｄ Ｉ Ｏ １ ｏ． ４ ．
三 相 Ｐ Ｍ 整 流 器 交 流 侧 电感 的设 计 Ｗ
郑 征 ， 广 凯 葛 （河 南 理 工 大 学 电 气 工 程 与 自动 化 学 院 ， 南 焦 作 ４ ４ ０ ） 河 ５ ０ ０
用 不 平 衡 控 制 策 略 的 前 提 下 ， 别 在 电 网 平 衡 和 分 不 平 衡 条 件 下 设 计 电感 的 参 数 ， 过 反 复 仿 真 实 通 验 得 知 ， 果 使 用 在 电 网 不 平 衡 的 条 件 下 设 计 的 如
电感 ， 相 ＰＷ Ｍ 整 流 器 尽 管 在 电 网 不 平 衡 的 条 三 件 下 可 以 稳 定 运 行 ， 是 当 电 网 平 衡 时 ， 不 一 定 但 就
摘 要 ： 析 了电 网 不 平衡 条 件 下 三相 Ｐ Ｍ 整 流器 主 电路 并 进 行 建模 。在 此 基 础 上 分析 了交 流 侧 电 感 的 分 Ｗ
设计 ， 探讨 了在 电网 平衡 与不 平 衡 两 种 状态 交 替 变 更 的 条 件 下交 流侧 电感 的 设 计方 法 。如 果 三 相 Ｐ ＷＭ 整 流 器采 用 不 平 衡控 制策 略 ， 么 电感 的设 计应 充 分 考 虑 在 电 网 平衡 条 件 下 Ｐ Ｍ 整 流 器 的 性能 和控 制 效 果 。通 那 Ｗ
电气传 动 ２ １ ０ １年 第 ４ １卷 第 ３期
Ｅ Ｅ Ｔ Ｉ Ｒ ＶＥ ２ １ Ｖ １ １ Ｎｏ ３ Ｌ Ｃ Ｒ Ｃ Ｄ Ｉ Ｏ １ ｏ． ４ ．
三 相 Ｐ Ｍ 整 流 器 交 流 侧 电感 的设 计 Ｗ
郑 征 ， 广 凯 葛 （河 南 理 工 大 学 电 气 工 程 与 自动 化 学 院 ， 南 焦 作 ４ ４ ０ ） 河 ５ ０ ０
用 不 平 衡 控 制 策 略 的 前 提 下 ， 别 在 电 网 平 衡 和 分 不 平 衡 条 件 下 设 计 电感 的 参 数 ， 过 反 复 仿 真 实 通 验 得 知 ， 果 使 用 在 电 网 不 平 衡 的 条 件 下 设 计 的 如
电感 ， 相 ＰＷ Ｍ 整 流 器 尽 管 在 电 网 不 平 衡 的 条 三 件 下 可 以 稳 定 运 行 ， 是 当 电 网 平 衡 时 ， 不 一 定 但 就
摘 要 ： 析 了电 网 不 平衡 条 件 下 三相 Ｐ Ｍ 整 流器 主 电路 并 进 行 建模 。在 此 基 础 上 分析 了交 流 侧 电 感 的 分 Ｗ
设计 ， 探讨 了在 电网 平衡 与不 平 衡 两 种 状态 交 替 变 更 的 条 件 下交 流侧 电感 的 设 计方 法 。如 果 三 相 Ｐ ＷＭ 整 流 器采 用 不 平 衡控 制策 略 ， 么 电感 的设 计应 充 分 考 虑 在 电 网 平衡 条 件 下 Ｐ Ｍ 整 流 器 的 性能 和控 制 效 果 。通 那 Ｗ
三相电压源型 PWM 整流器控制
优点：不依赖被控对象的精确模型，具有较强的鲁棒性和白适应性，能够克服模型参数变化和非线性等不确 定因素；算法简单，响应速度快，实现容易;能在准确性和简洁性之问取得平衡，可有效地对复杂系统做出判断和 处理。缺点：缺乏分析和设计控制系统的系统方法，只能用经验和反复的试探来设计控制器，非常耗时低效；不 能保证规则库的完整性，且白适应能力有限；常规模糊控制只相当于PD控制器，控制精度不高，稳态精度低，甚 至可能振荡 。
三相电压源型 PWM 整流器控制
电气工程术语
01 背景
目录
02
电压源型整流器的双 环控制方式
03
电压源型整流器的控 制方法
04
电压源型整流器控制 方法的实际应用
05
PWM整流器控制技术 的发展趋势
06 结语
控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。根据并交流信号不同，电压源型整流器又可分为电 压控制和电流控制。由于电流控制的方法简单、直接，且具有限流和短路保护作用，因此使用比较广泛。电压源 型整流器的电流控制方案一般采用以直流电压为外环、交流电流为内环的双环控制结构。根据电流内环是否引入 交流电流反馈，可分为直接、间接两种电流控制，由于直接电流控制响应速度快，鲁棒性好，占主导地位。
由于智能控制不需要建立PWM整流器的数学模型，因而也被引入到整流器控制中，但智能控制还很不成熟， 基本还停留在仿真阶段。
虽然现代的非线性和智能两类控制都还不成熟，但随着它们控制技术的进一步发展和逐步成熟，无疑它们具 有良好的应用前景。
PWM整流器控制技术的发展趋势
自20世纪80年代开始PWM整流器研究以来，PWM整流器控制虽已取得了很多成果，但仍不完善。它的发展趋势 大致可归结为以下几个方面 。
结语
三相电压源型 PWM 整流器控制
电气工程术语
01 背景
目录
02
电压源型整流器的双 环控制方式
03
电压源型整流器的控 制方法
04
电压源型整流器控制 方法的实际应用
05
PWM整流器控制技术 的发展趋势
06 结语
控制技术对提高三相电压源型PWM整流器性能非常重要。根据并交流信号不同，电压源型整流器又可分为电 压控制和电流控制。由于电流控制的方法简单、直接，且具有限流和短路保护作用，因此使用比较广泛。电压源 型整流器的电流控制方案一般采用以直流电压为外环、交流电流为内环的双环控制结构。根据电流内环是否引入 交流电流反馈，可分为直接、间接两种电流控制，由于直接电流控制响应速度快，鲁棒性好，占主导地位。
由于智能控制不需要建立PWM整流器的数学模型，因而也被引入到整流器控制中，但智能控制还很不成熟， 基本还停留在仿真阶段。
虽然现代的非线性和智能两类控制都还不成熟，但随着它们控制技术的进一步发展和逐步成熟，无疑它们具 有良好的应用前景。
PWM整流器控制技术的发展趋势
自20世纪80年代开始PWM整流器研究以来，PWM整流器控制虽已取得了很多成果，但仍不完善。它的发展趋势 大致可归结为以下几个方面 。
结语
PWM整流器的仿真与分析毕业论文
本科毕业设计论文题目 PWM整流器仿真与分析毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
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。
两相PWM整流器
5.1PWM 整流器控制策略的仿真研究 ..........................................................................................39 5.1.1 双闭环控制的仿真模型图................................................................................................39 5.1.2SVPWM 的仿真模型图 ......................................................................................................40 5.2PWM 整流器的仿真 ................................................................................................................42 5.3 本章小结................................................................................................................................45 结 论 .............................................................................................................................................46 参考文献 .........................................................................................................................................47 翻译部分 .........................................................................................................................................48 英文原文 .....................................................................................................................................48 中文译文 .....................................................................................................................................66 致 谢 .............................................................................................................................................82........................................................................................................................................ 1 1.1 引言 ........................................................................................................................................ 1 1.2 课题研究背景及意义............................................................................................................... 2 1.3PWM 整流器概述..................................................................................................................... 3 1.3.1PWM 整流器发展与现状.................................................................................................... 3 1.3.2 PWM 整流器的拓扑结构................................................................................................... 4 1.4 本文主要完成的工作............................................................................................................... 8 1.5 本章小结................................................................................................................................. 8 2 三相 VSR 工作原理与系统模型 ..................................................................................................... 9 2.1 三相 VSR 的工作原理 .............................................................................................................. 9 2.2 三相 VSR 的数学模型 .............................................................................................................11 2.2.1 坐标变换..........................................................................................................................11 2.2.2 采用开关函数描述的一般数学模型 .................................................................................15 2.2.3 采用占空比描述的低频模型 ............................................................................................18 2.3 本章小结................................................................................................................................21 3 三相 VSR 控制策略 .......................................................................................................................22 3.1 基于电流前馈解耦的 PWM 控制策略....................................................................................22 3.2 SVPWM 控制 ..........................................................................................................................24 3.2.1SVPWM 基本原理..............................................................................................................24 3.2.3 SVPWM 的调制度.............................................................................................................30 3.3 本章小结................................................................................................................................31 4 PWM 整流器的稳态解及参数设计................................................................................................32 4.1 电流内环控制器的设计..........................................................................................................32 4.2 电压外环控制器设计..............................................................................................................33 4.3 网侧电感的设计.....................................................................................................................34 4.4 直流侧电容的设计 .................................................................................................................36 4.5 本章小结................................................................................................................................38 5 PWM 整流器的仿真研究...............................................................................................................39
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三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、三相PWM整流器的数学模型
随着PWM整流器技术的发展，已设计出多种PWM整流器。尽 管种类很多，但基本的分类方法就是将PWM整流器分类成电压 源型和电流源型两大类。 相对于电流源型PWM整流器而言，电压源型PWM整流器有较 快的响应速度，且易于实现，所以目前PWM整流器一般采用电 压源型PWM整流电路。 如图2-5所示的三相VSR三线六开关主电路拓扑结构。为了论述 方便，以下把这种整流器简称三相VSR。
二、PWM整流器研究现状
现在对控制技术的研究与发展是决定PWM整流器发展的关 键因素，为了使网侧电流波形能够很好地跟踪电压波形，网侧 电流的控制显得十分重要。 电压型PWM整流器网侧电流控制策略分为两类：一类是间接 电流控制策略；另一类是目前占主要地位的直接电流控制策略 。 间接电流控制实际上就是所谓的幅相电流控制。这种控制方 案稳定性不好，电流动态响应慢，对系统参数变化敏感，因此 它已逐步被直接电流控制策略所代替。 直接电流控制相对于间接电流控制有着快速电流响应和好的 鲁棒性。具体包括：基于静止坐标的P式。 在此基础上近些年还新提出了包括无电网电压传感器、基于 虚拟磁链定向以及结合这两种方法的控制方式。
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
四、三相PWM整流器的数学模型
三相电压型PWM整流器最显著的拓扑特征就是直流侧采用 电容进行直流储能，从而使它的直流侧呈低阻抗的电压源特性 ，同时在交流侧有一个电感，使它具有Boost AC/DC变换性能以 及交流侧受控电流源特性。
四、三相PWM整流器的数学模型
建立数学模型是深入分析和研究三相VSR的工作机理及动、静态特性 的重要手段。从低频和高频的角度，分别建立了三相VSR在三相静止坐标系 、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的低频模型和高频模型。 三相VSR低频模型是忽略与开关频率相关的高频谐波，基于整流器基波 分析得到的。通过整流器的低频模型，可以得出稳态时整流器的向量图，通 过几何图形可以清晰的表示出整流器的工作机理和各物理量之间的关系。 当整流器开关频率远高于电网基波频率时，为简化整流器的一般数学描 述，可忽略整流器开关函数描述模型中的高频分量，即只考虑其中的低频分 量，从而获得低频模型。此数学模型非常适合于控制系统的设计，并可直接 用于控制器设计。但是，由于这类模型略去了开关过程的高频分量，因而不 能进行精确的动态波形仿真。 三相VSR高频数学模型是基于开关函数建立的，适合于整流器的波形仿 真。而高频数学模型包含了开关过程的高频分量，很难用于指导控制器的设 计。
能源储量相对薄弱、单位生产值的能耗 较高；GDP总量占全球GDP总量7.3%；能耗 占全球年能耗总量的18%。
我国全社会能耗结构对比
降低工业能耗具有实质意义
一、为何引入PWM整流器
实用的整流电路几乎都是晶闸管整流或二极管整流。 晶闸管相控整流电路：输入电流滞后于电压，且其中谐 波分量大，因此功率因数很低。
二、PWM整流器研究现状
PWM整流对电网不产生谐波污染，因而是一种真正意义上的 绿色环保电力电子装置。经过几十年的研究和发展，PWM整流 器技术己日趋成熟。 PWM整流器主电路己从早期的半控型器件桥路发展到如今 的全控型器件桥路； 其拓扑结构己从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓 扑电路； PWM开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制；
PWM整流器
内容概要
为何引入PWM整流器 PWM整流器研究现状
PWM整流器的基本原理
三相PWM整流器的数学模型 三相PWM整流器的控制算法
一、为何引入PWM整流器
能源安全形势严峻 工业领域占全社会总耗能 67%，节能减排使命重大；在 我国工业领域的终端耗能设备 中，70%都是电动机。
中国能源经济指标在全球中的比重
对三相VSR的原理和建模的分析表明，在其工作时，能在稳定直流侧电压 的同时，实现其交流侧在受控功率因数（如单位功率因数）条件下的正弦波 电流控制。 三相VSR网侧电流控制策略分为两类：一类是间接电流控制策略；另一类 是目前占主要地位的直接电流控制策略。 间接电流控制实际上就是所谓的幅相电流控制。这种控制方案稳定性不好 ，电流动态响应慢，对系统参数变化敏感，因此它已逐步被直接电流控制策 略所代替。 直接电流控制相对于间接电流控制有着快速电流响应和良好的鲁棒性。具 体包括：基于静止坐标的PI调节，基于同步旋转坐标的PI调节以及直接功率 控制方式。 在此基础上近些年还提出了包括无电网电压传感器、基于虚拟磁链定向以 及结合这两种方法的控制方式。讨论空间矢量定向的双闭环直接电流控制方 式。
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
功率等级从千瓦级发展到兆瓦级。
二、PWM整流器研究现状
在中大功率场合特别是需要能量双向传递的场合中，PWM整 流电路具有非常广泛的应用前景。而随着IGBT等新型电力半导 体开关器件的出现和PWM调制技术的发展，极大地促进了 PWM整流电路的发展，并使之进入了实用化阶段。 目前已经应用于有源滤波器、超导储能、交流传动、高压直 流输电以及统一潮流控制等方面。 在我国，PWM整流电路的研究仍处于起步阶段，有关PWM 整流电路的研究主要以理论和实验研究为主，虽然取得了一定 进展，但是还不够完善。
二极管整流电路：虽位移因数接近 1 ，但输入电流中谐 波分量很大，所以功率因数也很低。
对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”
一、为何引入PWM整流器
自从 PWM 控制用于改善整流器输入波形以来， PWM 整 流器（有源前端 AFE）以其优越的性能逐渐成为研究热 点。
采用有源前端可以在改善网侧输入波形的同时进行任意 的功率因数控制，进而实现能量的双向流动，彻底屏除 了二极管不控整流造成能量单向流动的弊端。 把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就形成 了PWM整流电路。 控制PWM整流电路，使其输入电流非常接近正弦波，且 和输入电压同相位，功率因数近似为 1 ，也称单位功率 因数变流器，或高功率因数整流器。