高功率因数整流器控制方法研究
单周控制的三相三开关高功率因数整流器
单周控制的三相三开关高功率因数整流器
张厚升
【期刊名称】《电工技术学报》
【年(卷),期】2007(022)004
【摘要】谐波污染已引起世界各国的高度重视.功率因数校正(PFC)是治理谐波的一种有效方法.本文研究了基于单周期控制的三相三开关高功率因数整流器,推导了三相三开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的PFC控制器,该控制器不需要乘法器,更不需要对电源电压进行检测,其控制逻辑非常简单且以恒定频率工作.完成了7kW三相高功率因数整流器的设计与实验研究,进行了稳态与动态响应试验,试验结果表明系统的功率因数可达0.98,且实现了单位功率因数校正和低电流畸变.
【总页数】5页(P113-117)
【作者】张厚升
【作者单位】山东理工大学电气与电子工程学院,淄博,255049
【正文语种】中文
【中图分类】TM461
【相关文献】
1.倍流整流三电平零电压软开关三相高功率因数整流器 [J], 谢勇;方宇;周礼中
2.单周控制三相六开关高功率因数整流器的研究 [J], 张厚升
3.单周控制的三相高功率因数整流器的仿真研究 [J], 张厚升
4.单周控制无源无损软开关高功率因数整流器 [J], 张厚升
5.单开关三相高功率因数/低谐波整流器的研究 [J], 郑文兵;肖湘宁
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无死区三相高功率因数整流器可逆运行研究
Ｓ Ｎ Ｇ ｏ ｕ Ｌ ｕ ｎ － ａ ， Ｈ ｉｉ Ｚ Ａ ｏ ｇｚｕ ｎ Ｕ ｕ － 。 Ｉ ａ ｇｃ ｏ Ｚ Ｕ Ｌ— ， Ｈ ＮＧ Ｔ ｎ — ａ ｇ ｊ Ｇ ｈ ｌ ｈ
（ ｈｎ ｎ ｅ ｉ Ｃ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ ｎｎ ｄＴｃ ｎｌ ｙ Ｘｕｈ ｕ２ １０ ，Ｃ ｉａ ａ ｖ ｓｙ ｆＭｉｉ ａ ｅｈ ｏ ｇ ， ｚｏ ２ ００ ｈｎ ） ｇｎ ｏ ＡｂｔａｔＴ ｉ ｐ ｐｒ ｎｌｚｓｔｅｔｐｌｇ ｆｈｅ—ｈ ｓ ｏ ａｅｔｐ ＷＭ ｃｉｅ ｙｔｍ（ Ｓ ．ｈ Ｓ ｎｔｅｄ ｇ ｓ ｃ ：ｈｓ ａ ｅ ａ ｅ ｏｏｏｙｏ ｒｅｐ ａｅｖｌ ｇ— ｅＰ ｒ ａ ｙ ｈ ｔ ｔ ｙ ｒｔ ｒ ｓ ｅ ｆ ｓ ｅ Ｖ Ｒ） ｅＶ Ｒ ｉ ， ｉ Ｔ ｈ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｅ ｔ ｉｒ ｏ ｅ ａ ｔｒ ｉ ｃ ｕ ｒ ｎ ｏ ｔ ｌ ｏ ｂ ｅ ｌ ｏ ｏ ｔ ｌ ｙ ｒ ｓ ｒ ｃｉ ｅ ；ｐ ｗ ｒｆ ｃｏ ；ｄ ｒ ｔ ｒ ｔ ｎ ｒ ；ｄ ｕ ｌ—ｏ ｐ ｃ ｎ ｒ ｆ ｅ ｃ ｅ ｃ ｏ ｏ
１ 引 言 根 据 三 相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的原 理 和特 点 ，
’
考虑 到三相对称系统 ， ｅ－ｂ ｅ ， ｂｉＯ得 ： 有 ａ Ｗ ： ｉ ＋＝ ， ＇ ｅ＝ ￣ｉ ｃ ｋ ￣ ０
／ ＝ 一 ＺＮＯ
设计 了相应 的控 制策 略 ，介 绍 了 Ｐ 参数 的设置 ， Ｉ 进
ｆ ｓ ｄ ｎ ｍｉ ｒ ｓ ｏ ｓ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｉ’ ａ ｙ ｔ ａ￣ ｕ ， ｅ ｄ ｓｇ ａ ｅｔ ｉ ｅ ｒ ｅ ｏ ｒ ｃ ｉａ ａ ｕ ． ｅ ｗｈ ｌ ａ ｔ ｙ ａ ｃ ｅ ｐ ｎ ｅ ｐ ｒ ｍａ ｃ ，ｔ Ｓ ｅ ｓ ｏ Ｃ ｌｙ ｏ ｔ ｔ ｅ ｉｎ ｈ ｓ ａ ｃ ｒａｎ ｄ ｇ ｅ ｆ ｐ ａ ｔ ｌ ｖ ｌ ｅＴ ｏ ｅ ｏ ＇ ｈ ｃ ｈ
基于单周期控制的高功率因数整流器仿真
基于单周期控制的高功率因数整流器仿真肖支才;张树团;王义冬【摘要】为了提高电压型PWM整流器(VSR)的功率因数,减少网侧电流谐波含量,对采用单周期控制的整流器进行了研究.与传统的控制方法相比,单周期控制OCC(One-Cycle Control)技术是一种不需要乘法器的新颖功率因数校正PFC(Power Factor Correction)控制方法.阐述了三相电压型PWM整流器的拓扑结构、工作原理及控制策略,并利用saber软件进行了仿真.仿真结果表明,采用单周期控制的整流器能够实现单位功率因数.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2010(018)006【总页数】3页(P150-152)【关键词】整流器;单周期控制;功率因数;仿真【作者】肖支才;张树团;王义冬【作者单位】海军航空工程学院,控制工程系,山东,烟台,264001;海军航空工程学院,控制工程系,山东,烟台,264001;海军航空工程学院,研究生管理大队,山东,烟台,264001【正文语种】中文【中图分类】TM461随着电力电子技术的不断发展，带非线性负载的电力电子装置在电网中得到广泛应用并产生大量电流谐波，电力系统的波形畸变及由此产生的谐波不仅大大降低了系统的功率因数，而且也给系统带来了危害。
寻求更加简单的控制策略，降低PFC成本，减少总谐波含量（THD）和EMI，目前对三相功率因数校正方面的研究主要集中在控制策略和拓扑结构方面。
控制策略的研究主要集中在电流型控制、多环控制、单周期控制[1]、矢量控制等方面。
采用单周期控制技术控制三相整流器以减小电流畸变，使输入电流在每个开关周期都能很好跟踪参考电流[2]，使直流输出端存在大量电流谐波时，也能实现较小的输入电流畸变[3]，从而实现高功率因数整流。
1 整流器的拓扑结构三相三开关[4-5]PFC电路如图1所示，主要有两电平和三电平2种结构。
图1（a）为三电平结构，两电容中点电位与电网中点的电位基本相同，通过双向开关Sa、Sb、Sc分别控制对应相的电流。
三相高功率因数电压源型PWM整流器研究
１ 三 相 电 压 源 型 Ｐ Ｍ 整 流 器 的 基 本 原 理 Ｗ
Ｉ 将 三 相 电压源 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 的拓 扑 结构 如 图 １ 示 。三相 经过 滤波 以后 的相位 误 差 再经 过 Ｐ 调节 器 可得 一个 偏 差 频率 ， 所 偏差 频率 加 在 ５ Ｈ ０ ｚ的 电网工 频 上 ，经过 积 分环 节 可 得到 需 要 的 ＶＳ Ｒ在 三 相静 止 坐标 系 下 的方程 为 ： 相位 角输 出。 把输 出的相 位角 与 同步变 压 器 的 电网角度 相 比， 如果
行旋转， 把坐 标轴 定 向在 新 坐标 系 的 ｄ轴 ， 可得 等 于 ０ 。应用 锁
相 环 后两 坐标 之 间 的关系 如 图 ２所示 。
－
＋ ￣ｖ一 “ ＋ ＾ Ｒｔ （ ｕｂ － ）
ｔ
式 中 ，ａ 为 交 流 侧 电 压 源 ； Ｌ 为 交 流 侧 电感 、 ｓ为 Ｖｒ 、 ｙ ￡、 厶、 二值 开 关 函 数 ， 值 为 ０表 示 下 管 开通 ， 管 关 闭： 为 １ 示 上 其 上 值 表
Ｚａｂ ｉＹｇｕａｉ ｈｎｅｎ。 ｎ ｕｇｉｇｎＹＹｊ ｙ ｕ
主
三相 高功 率 因数 电压源 型 Ｐ ＷＭ 整流器研究
丁 冠 舒
（ 中国矿 业大学信息与 电气工程 学院 ， 江苏 徐州 ２ １０ ） ２ ０ ８ 摘 要： 介绍 了三相电压源型 Ｐ ＷＭ 整流器 （ Ｐ ＶＳＯ的基本原理 ， 析了锁相环技术在 Ｐ 分 ＷＭ 整流器 中的应用。设 计了电流与 电压的双 闭环控
［
设 计 。 已解 耦 的 电流 内环 结 构 图如 图 ３ 示 。 所 其 中， 是 电 流采 样 的周 期 ，
（ ４ ）
ｊ ３ｉ ｃ （ ） ｄ ｓ ｕ ＋
三相电流型pwm整流器的功率因数控制方法
三相电流型pwm整流器的功率因数控制方法
三相电流型PWM整流器是一种高效率、高功率因数的电力变换器，被广泛应用于电机驱动、供电系统等领域中。
该型PWM整流器的功率因数控制方法可以通过改变PWM控制器的输出电流来实现，具体如下。
1. 引入电源电流环控制：为了控制功率因数，需要对整流器的输入电流进行控制。
在三相电路中，可以引入电源电流环控制器，并通过控制器的输出信号控制PWM控制器的输出电流大小，从而实现对输入电流的控制。
3. 反馈电路：为了保证功率因数控制的精度和稳定性，需要引入反馈电路。
反馈电路可以通过测量整流器的输入电流和输出电流，并将测量值反馈给控制器，进行比较和调节，从而保持功率因数在目标范围内。
4. 模糊控制：模糊控制是一种适用于非线性和模糊系统的控制方法。
在功率因数控制中，可以利用模糊控制器对输入电流进行模糊调节，以实现更加精确的功率因数控制。
基于DQ变换的航空400Hz三相四线高功率因数整流器的研制的开题报告
基于DQ变换的航空400Hz三相四线高功率因数整流器的研制的开题报告一、研究背景及意义华明电子以及航空电源厂商的日益增长的需要，要求开发更高效率和高质量的电能转换器技术，以提高交流电网的功因数和质量。
其中，航空400Hz三相四线高功率因数整流器方案研究正成为一个热点，该研究不仅可以满足航空电源的要求，同时也适用于其他高功率因数应用，如船舶等。
该技术的研究具有以下意义：1. 航空电源的需求日益增长，而且对功率因数、稳定性的要求也日益严格，通过研发可以满足航空电源市场的需求。
2. 航空电源市场巨大，通过创新和技术进步可以更好地提升华明电子的市场竞争力。
3. 现代工业生产对电能转换器的需求量也日益增加，高功率因数应用不仅适用于航空电源市场，也适用于其他相关应用领域。
二、研究内容与目标本论文研究的内容主要包括：1. 高功率因数整流器常用的拓扑结构，包括全桥、三相桥等。
2. DQ变换的原理和基本控制策略，以及其在高功率因数整流器控制中的应用。
3. 在MATLAB/SIMULINK环境下建立高功率因数整流器模拟模型，分析模拟结果。
4. 根据模拟结果设计硬件整流器实现和控制。
本论文的主要目标：通过分析航空400Hz三相四线高功率因数整流器的主要技术难点，研究采用DQ变换的高功率因数整流器控制策略，并在MATLAB/SIMULINK环境下建立整流器的模拟模型，进一步进行控制策略的仿真研究与分析，以验证控制效果的可行性与有效性。
最终将控制策略转化为硬件实现，并进行实验验证，从而达到提高功率因数以及整流器效率、减少电网电污染的目的。
三、论文结构本论文的研究内容主要分为以下几个部分：1. 导言：主要介绍高功率因数整流器的意义以及本论文研究的目的和内容。
2. 相关理论介绍：包括高功率因数整流器结构和DQ变换的原理和基本控制策略等。
3. 模拟仿真研究：在MATLAB/SIMULINK环境下搭建高功率因数整流器的仿真模型，并进行仿真控制策略的研究。
单周期控制技术在高功率因数整流器中的应用
单周期控制（ 积分复位控制） 是一种非线性控 制 ， 时具 有 调 制 和控 制 的双重 性 ， 于 Ｃ Ｍ 中 同 属 Ｃ
的一种 。这种 方 法 的基本 思想 是通 过控 制开关 占 空 比，在 每个 周期 内强迫 开关 变量 的平 均值 与控
此 ，使用有效的技术把谐波污染控制在较小的范
Ｔ ＨＤ在 １％￣ ， ０ Ｘ内 并具有 优 良的动 态性 能。
关键词 ： 单周期控制； 功率 因数校正 ； 峰值 电流控制 Ｄｅ ｉｎ ｏ ｒ ｅ Ｐ ａ ｅ Ｐ Ｍ ｃ ｉ ｅ ｓ ｄ ｏ ｓｇ ｆＴｈ ｅ － ｈ ｓ Ｗ Ｒｅ ｔｆ ｒ Ｂａ ｅ ｎ ＯＣＣ ｎ ｒ ｌＭ ｅｈ ｄ ｉ Ｃｏ ｔ ｏ ｔ ｏ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｃ ｃ ｎ ｒ ｌ ｔ ｏ ； Ｆ ｐ ａ ｕ ｒ ｎ ｏ ｔ ｌ ｙ ｒ ｓ ＯＣ ｏ ｔｏ ｈ ｄ Ｐ Ｃ； ｅ ｋ ｃ ｒｅ ｔ ｎ ｒ ｍｅ ｃ ｏ
中图分 类号 ：Ｍ４ Ｔ ６
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：２ ９ ２ １（０７）８ ０２— ４ ０ １— ７３ ２０ ０— ０７ ０
０ 引言
研究 既简 单又 具有 优 良动态性 能 和易 于 稳定 工 作 的能够 实现 功率 因数校 正 的控 制方法 ，一直 是 电力 电子 领域 的研究 热点 。在 电力 电子 设备 中 采 用功率 因数 校正技术 （Ｆ ）对 于降低 高 次谐 波 ＰＣ， 电流对 电 网的干扰 ，提 高用 电设 备 的输入 功率 因 数 ，提高 设备 效率 和节 约 能源是 十分 必要 的。 因
ＣＨＥＮ ， Ｓ Ｍｏ ＵＮ ｕ— ａ ， ＹＡＮＧ ｎ Ｙｏ ｔｏ Ｆａ
（ｏａｅｏ ｌ ｔｃｌ ｎ ｌｃ ｏｉｓＥ ｇｎｅｉ ， ａｈｎ ｎｖｒｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴｃｎｌ ｙ Ｃｌ ｇ ｆ ｅ ｒａ ａｄＥｅｔ ｎｃ ｎｉｅｒ ｇ ＨｕｚｏｇＵ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈｏ ｇ， ｌ Ｅ ｃｉ ｒ ｎ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｏ
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。
三相三开关三电平高功率因数整流器的控制方法与设计方案
本技术公开了一种三相三开关三电平高功率因数整流器的控制方法，是将三角波比较控制和单周控制进行结合；采用双闭环控制，外环为直流电压环，内环为交流电流环，最后由三角波比较器的输出来控制开关的通断；三角波比较控制时，在电流为负值时将输出的调制波反向，而单周控制中引入|ia|为反馈量进行。
无需三相软件锁相环检测三相电网相位信息，节省计算时间，直接使用三相电网电压除以实时电网峰值电压，得到一个与三相电网电压同相位、幅值为1的三相电网同步信号va1、vb1、vc1。
技术要求1.三相三开关三电平高功率因数整流器的控制方法，其特征在于：是将三角波比较控制和单周控制进行结合；采用双闭环控制，外环为直流电压环，内环为交流电流环，最后由三角波比较器的输出来控制开关的通断；三角波比较控制时，在电流为负值时将输出的调制波反向，而单周控制中引入|ia|为反馈量进行。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：采集的数据量为三相交流电压va、vb、vc，三相交流电流ia、ib、ic，直流电压Vdc1、Vdc2；使用三相电网电压除以实时电网峰值电压，得到一个与三相电网电压同相位、幅值为1的三相电网同步信号va1、vb1、vc1；上电容电压Vdc1与下电容电压Vdc2相加得到直流电压Vdc。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：还包括一个均压环；直流电压环的组成：直流电压给定Vdcref与直流电压Vdc的差值送入电压环PI调节器，得到电压环PI调节器的输出Vdcpiout；直流电压环的目的为稳定直流端电压；交流电流环的组成：电压环PI调节器的输出Vdcpiout分别乘以三相电网同步信号va1、vb1、vc1后得到信号iaref、ibref、icref，信号iaref、ibref、icref取绝对值后的信号iaref1、ibref1、icref1电流环的输入给定；三相交流电流ia、ib、ic取绝对值得到电流环输入信号ia1、ib1、ic1；电流给定iaref1、ibref1、icref1与电流环输入信号ia1、ib1、ic1的差值送入电流环PI调节器，得到电流环PI调节器的输出ipiouta、ipioutb、ipioutc；电流环的作用为根据直流端的负荷情况输出有功电流；上电容电压Vdc1与下电容电压Vdc2的差值送入均压环PI调节器，构成了均压控制环；均压控制环的作用为平衡上下电容电压，使上下电容电压相等；三相电网同步信号va1、vb1、vc1减去均压控制环后得到信号va2、vb2、vc2，1减去va2、vb2、vc2的绝对值后乘以比例系数k得到三相前馈值A相前馈、B相前馈、C相前馈；电流环PI调节器的输出ipiouta、ipioutb、ipioutc；加上三相前馈值A相前馈、B相前馈、C相前馈后，送入三角波比较单元，生成3路PWM驱动开关管。
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。
PWM整流器具有高效率、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。
本文将对PWM整流器的控制策略进行详细的研究和分析。
PWM整流器采用全控型器件，通过脉冲宽度调制（PWM）控制整流器输入电流的幅值和相位，实现高功率因数和低谐波电流的目标。
其电路结构包括三相电压型PWM整流器、三相电流型PWM整流器以及交-直-交PWM整流器等。
开关控制策略通过控制开关管的通断时间来实现电流的控制。
该策略具有实现简单、动态响应快等优点，但开关的通断会造成较大的功耗损失，且在负载突变时响应速度较慢。
PWM控制策略通过调节脉冲宽度实现对电流的控制。
该策略具有谐波含量低、控制精度高等优点，且在负载突变时响应速度快。
但PWM控制需要较高的采样精度和计算能力，且在实际应用中需要考量的参数较多。
滑模控制策略通过将系统状态引导至设定的滑模面上实现电流的控制。
该策略具有对参数变化和外部扰动不敏感、无需精确的系统模型等优点，且可以实现无静差跟踪。
但在实际应用中，滑模控制的计算实现较为复杂，且在实际系统中应用难度较大。
为了验证上述控制策略的效果，我们设计了一个基于电压型PWM整流器的实验系统。
实验中，我们采用了MATLAB/Simulink进行系统建模和仿真，并使用高性能DSP实现了实时控制。
实验结果表明，PWM控制策略在稳态和动态性能上都优于开关控制策略和滑模控制策略。
具体来说，PWM控制策略在负载突变时的响应速度较快，且可以实现更高的系统效率。
本文对PWM整流器的控制策略进行了详细的研究。
通过对比分析开关控制策略、PWM控制策略和滑模控制策略的优缺点和应用场景，发现PWM控制策略在许多方面都表现出优越的性能。
在实验设计和结果分析中，我们验证了PWM控制策略的优点。
展望未来，PWM整流器控制策略的研究将更加深入。
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江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院电子信息学院专业电气工程及其自动化学生姓名戴天齐班级学号 0745533213指导教师袁文华二零一一年六月江苏科技大学本科毕业论文高功率因数整流器控制方法研究Design on the Control Method of the High Power FactorRectifier毕业设计（论文）题目：高功率因数整流器控制方法研究一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1 提供条件：MATLAB软件及相关PWM整流器控制的资料。
2 设计内容与要求:(1) 学习、理解PWM整流器控制的方法和原理；(2) 熟练掌握Matlab软件的应用；(3) 结合异步电动机矢量控制的方法和原理，利用MATLAB软件进行仿真；(4) 撰写论文，通过答辩。
二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2. 外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3. 包含任务书、开题报告、中期检查和前三项内容的光盘一张。
三、完成日期及进度2011年3月21日至2011年6月17日，共13周。
进度安排：3.21－3.28, 熟悉任务要求，查阅资料，翻译外文资料；3.28－4.18, 学习、理解PWM整流器控制的方法和原理；4.18－4.30, 学习、理解Matlab软件的使用；5.1 －5.30, 利用Matlab软件，进行仿真；5.31－6.17, 撰写毕业论文、答辩。
四．主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1. PWM整流器及其控制. 张崇魏,张兴编著2.三相电压型高功率因数PWM整流器研究。
刘当，武汉理工大学毕业设计3. MATLAB控制系统仿真与设计。
赵景波主编系(教研室)主任：（签章）年月日学院主管领导：（签章）年月日摘要随着现代电力电子技术、微电子技术以及计算机技术的发展，以PWM技术为基础的功率变换装置得到了越来越广泛的应用。
PWM整流具有高功率因数、低谐波污染、能量双向流动、小容量储能环节、恒定直流电压控制等优点，在电力系统有源滤波、无功补偿、潮流控制、太阳能发电以及交直流传动系统等领域，具有越来越广阔的应用前景。
因此，三相PWM整流器成为当前电力电子领域研究的热点课题之一。
本文主要研究了三相电压型PWM整流器的拓扑结构、数学模型、控制策略、主电路参数的选取与设计。
建立数学模型是研究三相PWM整流器的重要手段，本文通过在静止坐标系下建立仿真模型，应用电压空间矢量控制策略，对三相PWM整流器的特点、性能及电路参数的选取进行了深入的研究。
并建立了Matlab／Simulink环境下的仿真模型，对所做控制算法进行了仿真，仿真结果验证了控制算法的正确性和可行性。
同时，这种控制算法亦能使整流系统的能量双向流动，实现能量再生，且具有控制算法简单。
关键词：PWM整流器；数学模型；MATLAB仿真AbstractWith the development of power electronics，microelectronics and computer, the power conversion apparatus based on the PWM technique is gaining more and more application．PWM rectifiers have the characteristics of large power factor, small harmonic pollution，bidirectional power flow, small capacity power storage segment and constant direct voltage，so they have more and more application perspective in active filtering，reactive-load compensation，tide control，solar electrical energy generation and motor control systems．Three-phase PWM rectifiers have been as active research topic in power electronics recently．This thesis mainly introduces PWM VSR，including its topology，mathematical model，control strategies，the design and choice of the main circuit parameters．The mathematical model of VSR is essential means to investigate the VSR．The simulation model is set up in ABC stationary coordinate and the deep research on three-phase PWM voltage source rectifiers (VSR) based on SVPWM control strategy has been done，including its characteristic，performance and the choice of circuit parameter．And the whole simulation module of control system was built up under the power MATLAB/SIMULINK platform and the above several ways are used in the simulation module．The result of the simulation proves that control ways are right and feasible．At the same time，from the concrete analysis，the rectifying system applied the simple algorithm can make the power bi-directional flow．And its control algorithm is easy．Keywords:PWM rectifier; mathematical model; MATLAB simulation目录第一章绪论 (1)1.1 高功率因数整流器控制方法研究的背景 (1)1.1.1 电网谐波及谐波源 (1)1.1.2 谐波的危害 (1)1.1.3 谐波抑制技术 (1)1.2 国内外PWM变换技术的发展状况 (2)1.3 本文的研究的内容 (3)第二章PWM整流器工作原理和空间矢量控制技术 (4)2.1三相PWM整流器的工作原理 (4)2.2 电压型PWM整流器的数学模型 (5)2.2.1 三相PWM整流器采用开关描述函数的一般数学模型建立 (6)2.2.2 三相VSR dq模型的建立 (8)第三章高功率因数整流器系统仿真建模分析 (14)3.1 MATLAB动态仿真工具SIMULINK简介 (14)3.2 三相高功率因数整流器的控制结构 (17)3.3 三相高功率因数PWM整流器的MATLAB仿真模型 (20)3.4 MATLAB仿真分析 (22)结语 (24)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 高功率因数整流器控制方法研究的背景1.1.1 电网谐波及谐波源公用电网谐波问题并不是一个新问题，早在本世纪20年代和30年代，当时静止汞弧变流器的使用造成电网电压和电流波形的畸变。
到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，推动了变流器谐波研究进一步深入。
电网谐波是由于与之相联的非线性负载所产生，产生谐波的负载称为谐波源。
1.1.2 谐波的危害电力电子设备广泛应用以前，人们对谐波及其危害进行了一些研究，但那时因谐波污染还不严重，没有引起足够的重视。
近二十年来，各种电力电子装置的迅速普及使得电网的谐波污染日益严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度重视。
谐波对电网和其它系统的危害有以下几个方面:(1)降低用电效率。
(2) 降低用电设备的寿命。
(3)容易使电网与补偿电容器之间发生并联谐振或串联谐振。
(4)会引起一些保护设备误动作，如继电保护，熔断器等。
(5)会导致电气测量仪表计量不准确。
(6)谐波通过电磁感应、静电感应和传导耦合等方式对临近的电子设备和通信系统产生干扰，严重时会导致它们无法正常工作[3]。
1.1.3 谐波抑制技术为了满足谐波标准的要求，必须对电力电子装置等非线性负载产生的谐波进行治理。
目前，谐波抑制可以通过两个途径来实现:一是通过安装补偿装置(滤波器)来补偿电力电子装置所产生的谐波，补偿装置与非线性负载相互独立，互不影响。
该方法是一种被动的补偿方法。
另一条途径是对电力电子装置本身进行改进,使其不产生谐波，是一种主动的方法。
这两种方法各有其优点及适用范围，近年来都得到了较快的发展。
谐波抑制技术有：(1)无源滤波器(2)有源电力滤波器(3)有源功率因数校正技术 (4) PWM整流技术。
由于逆变和斩波装置所需的直流电压源来自整流电路，这种直流电压源大多也是用二极管整流再经过电容滤波得到的，因此其谐波和无功问题很严重。
另外，交一交变频器和采用相控整流方式的交流电力调整电路都是谐波和无功问题很突出的电力电子装置[8]。
随着计算机、家用电器和办公用品的普及和广泛使用，不控整流加电容滤波的应用飞速增长，由此带来的谐波问题已经相当突出。
一项调查结果表明，主要谐波源来自整流器用户占89%。
而从谐波量的分布情况来看，其中整流装置产生的谐波量总共占了四分之三。
因此，对高功率因数整流器控制方法的研究是非常有必要和迫在眉睫的。
1.2 国内外PWM变换技术的发展状况作为降低谐波的有效措施，PWM技术很早就应用于逆变电源。
上个世纪七十年代始，有人尝试将PWM技术引入整流领域，并取得了良好的效果。
采用PWM技术的APFC电路可获得单位功率因数和非常接近正弦的输入电流，我们也可以称之为PWM整流电路。
与相控整流相比，PWM整流电路对电容、电感这类无源滤波或储能元件的需求大大降低，动态性能也有了很大提高。
同APFC技术相比，PWM整流电路具有控制复杂、成本高等缺点，从而限制了它在小功率场合的应用。