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随着社会的高速发展，电能在工农业生产和人民日常生活中发挥着起来越重要的作用，然而与之同时与国民生产生活密切相关的电力电子换流装置，如变频器、高频开关电源、逆变电源等各种换流装置在广泛的运用中给电网带来了大量的无功功率与严重的谐波污染。
随着电力电子技术的发展，具有网侧电流接近正弦波、功率因数近似为1、直流侧输出电压稳定、抗负载扰动能力强并且能够在四象限运行的PW整流器应运而生，成功地取代了不可控二极管整流器和相控的晶闸管整流器，并成为电力电子技术研究的热点。
本言研究的主要对象就是应用最为广泛的三相电压型PWM整流器。
首先，本文介绍了 PWM S流器研究的背景与意义，综述了 PWM技术的发展及现状，引出了三相电压型 PWM8流器，并分析了三相电压型 PWM6流器的工作原理，并在此基础上建立了其在ABC三相静止坐标系、d-q同步旋转坐标系和：•-［两相静止坐标系三个不同坐标系下的数学模型。
其次，本文对PWM S流器的电流控制策略进行了深入的研究，分析了间接电流控制和直接电流控制的优缺点，确定了采用直接电流控制，并对双闭环控制器及PWM整流器主回路参数进行了系统的设计；引入了电压空间矢量，阐述了空间电压矢量控制的控制算法。
最后，本文在理论分析的基础上，利用MTALAB提供的电力电子工具箱，在Simuink仿真环境下建立了三相 VSR型PWM8流器主回路及控制器的模型并进行了仿真实验，通过对仿真结果的分析，表明了该方案能够满足网侧电流近似正弦和高功率因数的要求，验证了方案的正确性和可行性。
关键词：三相电压型 PWM S流器；直接电流控制；双闭环控制；电压空间矢量PWM Matlab 仿真ABSTRACTWith the rapid development of modern society,the power in modern industry plays an in creas in gly importa nt role,but in the n ati onal product ion and life are closely related with thepowerelectronic converter devices,such as the frequency converters,high-frequency switching power supplies,power inverters and other various converters the use of the device will give our power grid to bring a lot of unfavorable factors,such as a large amount of reactive power and harmonic,low power factor,or even cause severe electromagnetic pollution,resulting in the use of other equipments are not normal in same network.With the developme nt of power electro nica ndPWMtech no logy,therectifierhasthecharacteristicsofhighpowerfactor,harm on icmi nor,DCoutput voltage stability and hasoperatein the four-quadrant,etc」t becomes a green power conv ersi on device.Therefore,the main research subject of this paper is the three-phase voltage source PWM rectifier.Firstly,the article introduces the background and significanee of the PWMrectifier'sresearch,overviews PWM tech no logy's developme nt history and status,raises the three-phase voltage source PWM rectifier,a nd an alysed the worki ng prin ciple of three-phase voltage source PWM rectifier,on this basis established its mathematical model on ABC static coord in ate system,d-q synchronous rotati ng refere nee frame and : - 一 two-phase static coord in ate system three differe nt coord in ate system ,inadditi on.Secondly,this article researches current control strategy of PWM rectifier in depth,a nalyses the shortco ming and adva ntagebetwee n in direct-curre nt con trol and direct current control, make a decision of employment of direct current control based on fixed switch ing freque ncy,a nd systematic desig ns parameter of double closed loop con troller and PWM converter main circuit parameters.Bring in Voltage Space Vector ,and overview the arithmetic of itFin ally,I n the foun dati on of theory an alysis ,us ing Power Electric toolbox offered by MATLAB to finish the simulation experiment under Simulink environment and to verify systematic exact ness and feasibility by an alys ing the simulatio n results.Keywords: Three-phase Voltage Source PWM Rectifiers。
三相PWM整流器控制策略的探究与实现专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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三相电压型PWM整流器及其控制策略的研究的开题报告一、选题背景和意义无论是交流电还是直流电，在电力传输和能源转换中都扮演着重要角色。
其中，交流电压在传输和分配过程中具有很多优点，如易于升压、降压和传输、能够提高能源的利用率等。
但同时，其周期性的电压波形在电力传输过程中也会产生较大的谐波和电磁干扰，给电力系统带来一定的问题。
为了有效地解决这些问题，PWM（Pulse Width Modulation）技术应运而生。
PWM技术是指用脉宽调制技术将直流电信号通过变换器转化为交流电，从而实现直流电到交流电的转换。
在PWM技术中，系统控制器通过调节不同的占空比来控制输出电压的幅值大小。
其应用广泛，涵盖了交流变频器、电机驱动、UPS等等多个领域。
现代PWM整流器的发展趋势是三相PWM整流器，其具有较高的转换效率、低的谐波失真、稳定的输出电压以及良好的适应性。
因此，本文选取三相电压型PWM整流器及其控制策略的研究作为研究方向，旨在探究三相PWM整流器的工作原理，分析其优缺点并提出相应的控制策略，进一步提高其控制精度和工作效率。
二、研究内容1. 三相电压型PWM整流器的工作原理及其控制模型的建立首先，将详细介绍三相电压型PWM整流器的工作原理，包括三相桥式整流器、PWM控制器等部分的主要组成以及整体的工作流程，建立其数学模型。
2. 传统控制策略的分析与改进对传统的电压控制和电流控制方法进行分析，探究其优缺点，并提出改进方案。
其中，针对电压控制方法的不足之处，探讨将PI控制和智能控制相结合的思路，提出基于模糊控制的电压控制策略；对于电流控制方法的不足之处，提出基于预测控制的电流控制策略。
3. 模拟仿真实验在Matlab/Simulink软件环境下，对改进后的电压控制和电流控制方法进行模拟仿真实验，分析其效果，并与传统控制策略进行对比分析。
三、研究创新性1. 将模糊控制方法引入到电压控制中，提高了控制精度和动态响应速度。
三相PWM整流器控制策略的研究的开题报告一、研究背景及意义随着电力电子技术的不断发展，控制策略在智能电网、新能源等领域中变得越来越重要。
三相PWM整流器控制策略作为电力电子设备的控制方法，已广泛应用于各个领域，如高压直流输电、电池充电等。
该控制策略能够提供稳定的输出电压并降低输出电流谐波，能够实现更高效、更可靠、更经济的电力转换应用。
目前，三相PWM整流器控制策略的研究在国内外已经取得了一定的进展。
但随着技术的不断进步和应用领域的拓宽，对三相PWM整流器控制策略的研究仍有很多未解决的问题。
因此，对三相PWM整流器控制策略进行深入研究，将有助于提高电力电子设备的性能和稳定性，促进电力电子技术在各个领域的应用。
二、研究内容本研究旨在研究三相PWM整流器控制策略，具体研究内容如下：1. 综述三相PWM整流器的控制策略以及相关研究成果；2. 深入分析三相PWM整流器的电路结构和工作原理；3. 探讨三相PWM整流器的控制策略对于设备稳定性、效率和输出电压等性能的影响；4. 针对三相PWM整流器存在的问题进行深入研究，提出改进措施；5. 实验验证三相PWM整流器控制策略的有效性。
三、研究方法本研究采用以下方法：1. 文献综述法：对国内外相关文献进行搜集、整理和综述，掌握三相PWM整流器的控制策略以及相关研究成果；2. 仿真模拟法：利用Matlab/Simulink等工具，建立三相PWM整流器的仿真模型，探索不同控制策略对设备性能的影响；3. 实验验证法：通过实验验证三相PWM整流器控制策略的有效性，提高研究成果的可信度。
四、研究计划及进度安排计划分为四个阶段，每个阶段的具体任务及进度安排如下：1. 研究准备期：搜集相关文献，确定研究思路及实验方案。
预计用时1个月；2. 理论分析阶段：分析三相PWM整流器的电路结构和工作原理，并探讨不同控制策略对设备性能的影响。
预计用时2个月；3. 仿真模拟阶段：建立三相PWM整流器的仿真模型，对不同控制策略进行仿真模拟分析。
三相PWM整流器及其控制策略的研究【摘要】减少电网谐波污染、提高电力整流装置的功率因数是电力电子研究领域的重要组成部分。
三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、能实现单位功率因数运行的特点，甚至可以实现电能回馈电网。
因此对三相PWM整流器的开关控制策略进行深入研究具有很重要的现实意义。
本文主要研究基于虚拟磁链的直接功率控制和直接电流控制这两种关于PWM整流器的控制策略。
【关键词】电压型PWM整流器；功率；电流；控制一、引言整流器的发展经历了由不控整流器（二极管整流）、相控整流器（晶闸管整流）到PWM整流器（全控开关器件）的发展历程。
PWM整流器对传统的二极管及相控整流器进行了全面的改进。
其关键性的改进在于用全控型功率开关管取代了半控型功率开关管或二极管，以PWM斩控整流取代了相控整流或不控整流。
PWM整流器具有的优良性能诸如：网侧实现功率因数的控制（例如单位功率因数），网侧电流近似正弦波，电能实现双向流动，较快的动态响应。
二相VSR 的数学模型是根据它的拓补结构，在三相ABC静止坐标系、两相静比坐标系和两相旋转坐标系中，利用基尔霍夫电压定律和电流定律所建立的一般数学描述。
三相VSR开关频率一般远高于电网基波频率，为简化一般数学描述，可忽略高频分量，只考虑低频分量，从而建立低频模型，这种低频模型适合于控制系统的分析，并可直接用于控制器的设计。
总之，两种模型要综合运用，才能合理的进行三相VSR控制系统的设计和校验。
二、控制策略1.基于虚拟磁链的直接功率控制下面连个公式分别为整流器有功和无功估算式，式中ΨL为网侧虚拟磁链矢量，ΨaL，ΨLβ在两相静止坐标系中的虚拟磁链矢量αβ分量，ω为输入角频率。
图1所示为基于虚拟磁链定向的直接功率控制系统框图。
这是一种功率迟滞控制策略：给定与估算的有功和无功功率比较后，其误差值经过滞环比较器和复平面的扇区识别器后，实时地决定整流器下一次开关状态，最终达到直接功率控制。
三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型PWM（脉冲宽度调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在电力系统中得到了广泛应用。
其不仅能够实现AC（交流）到DC（直流）的高效转换，还具有功率因数高、谐波污染小等优点，对于改善电网质量、提高能源利用效率具有重要意义。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究，对于推动电力电子技术的发展和电力系统的优化升级具有重要意义。
三相电压型PWM整流器的控制策略是实现其高效稳定运行的关键。
目前，常用的控制策略包括基于电压矢量控制的直接电流控制、基于空间矢量脉宽调制的间接电流控制等。
这些控制策略各有优缺点，适用于不同的应用场景。
需要根据实际应用需求，选择合适的控制策略，并进行相应的优化和改进。
在实际应用中，三相电压型PWM整流器被广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车充电站等领域。
在这些领域中，整流器的稳定性和效率对于保证整个系统的正常运行和提高能源利用效率具有至关重要的作用。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行研究，不仅有助于推动电力电子技术的发展，还有助于提高能源利用效率、促进可再生能源的发展和应用。
本文将对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究。
介绍三相电压型PWM整流器的基本原理和常用控制策略分析不同控制策略的优缺点及适用场景结合实际应用案例，探讨三相电压型PWM整流器的优化改进方法和发展趋势。
通过本文的研究，旨在为三相电压型PWM整流器的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导。
1. 研究背景与意义随着全球能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源的利用与开发已成为世界各国关注的焦点。
作为清洁、可再生的能源形式，电能在现代社会中发挥着至关重要的作用。
传统的电能转换和利用方式存在能量转换效率低、谐波污染严重等问题，严重影响了电力系统的稳定性和电能质量。
研究高效、环保的电能转换技术具有重要意义。
安徽工程大学毕业设计（论文）毕业设计（论文）三相电压型SVPWM整流器控制策略研究摘要常规整流环节广泛采用的二极管整流电路和晶闸管相控整流电路对电网注入了大量谐波，给电网造成污染。
三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、高功率因数、低谐波污染、能量双向流动等优点，在电力系统有源滤波、无功补偿以及交直流传动系统等领域，具有越来越广阔的应用前景。
本文详细阐述了PWM整流器的工作原理，建立了基于三相静止坐标系以及两相坐标系的低频和高频数学模型，并选择了三相电压型PWM整流器作为本文主要研究对象。
电压空间矢量调制(SVPWM)控制方法能够获得更高的电压利用率，同时可使可有效减小电流谐波。
文中对三相电压空间矢量的原理和如何实现作了详细的分析，选择了谐波含量相对小的矢量排序策略。
在电流控制方案上，提出了dq坐标系下的固定开关频率的直接电流控制策略，同时在控制中实现电流的解耦控制，以及输入电网电压的前馈，使得系统具有更好的动态性能和稳定性，并通过进行闭环系统的仿真验证了方案的可行性。
在进行三相电压型PWM整流器系统的仿真研究中，建立主电路、空间电压矢量PWM控制模块及PI控制调节器的仿真模型，并深入对三相电压型PWM整流器的谐波含量进行分析，研究主电路参数对系统跟随性和稳定性的影响。
关键字：PWM整流；SVPWM调制；直接电流控制；仿真研究I贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究Research on Control Strategy of the Three-phase Voltage SVPWMAbstractThe conventional rectifier section 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.The three-phase voltage-source PWM reetifier(VSR) have the characteristics of constant direet voltage,high power factor,small harmonic pollution,bidirectional power flow，so they have more and more application perspective in active filtering,reaetive-load compensation and motor control systems.The principle of single-phase voltage-source PWM rectifier was introduced in details,constructing the high and low-frequency mathematical model based on the three-phase static coordinate system and the two-phase synchronous rotating coordinate system from the poinit of the topology of the main circuit,and select the three-phase voltage-source PWM rectifier as this major study.With the voltage space vectors pulsewidth 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 vector sequencing strategy with relatively small harmonic content.As to the current control scheme,this paper propose a directly current control scheme,which with fixed switching frequency in dq rotation reference frame.And also, we introduce current decoupling input voltage feedback,which makes the system more stable and faster response,and through the closed loop system simulation to verify the feasibility of this current control scheme.In the research of the system of the three-phase voltage-source PWM rectifier an, eastblish the main circuit,simulate module of the voltage space vectors pulsewidth modulation and simulate model of PI contorl conditioner,then analyzed deeply in the vector sequencing strategy of three-phase voltage-source PWM reetifier,deliberate the main circuit parameters on dynamic characteristics and static characteristics in the system.Key words:PWM rectifier;SVPWM modulation;direct current control;simulate researchII安徽工程大学毕业设计（论文）目录引言 ....................................................................................................................................... - 1 -第1章绪论 ......................................................................................................................... - 2 -1.1 课题的研究背景与意义 ......................................................................................... - 2 -1.1.1 谐波的危害和抑制 ....................................................................................... - 2 -1.1.2 功率因数校正技术 ....................................................................................... - 3 -1.2PWM整流器国内外研究现状............................................................................... - 3 -1.3 电压型PWM整流器的控制技术.......................................................................... - 5 -1.4本文的主要研究内容和重点 ................................................................................. - 5 - 第2章PWM整流器的原理、拓扑和数学模型.............................................................. - 7 -2.1PWM整流器的基本原理....................................................................................... - 7 -2.2PWM整流器的拓扑结构....................................................................................... - 9 -2.2.1 单相全桥PWM整流器拓扑结构....................................................................... - 9 -2.2.2 三相半桥PWM整流器拓扑结构.............................................................. - 10 -2.3 三相电压型PWM整流器的数学模型................................................................ - 11 -2.3.1ABC静止坐标系下的低频数学模型........................................................ - 12 -2.3.2两相坐标系下的低频数学模型 ................................................................. - 13 -2.3.3 基于开关函数定义的高频通用数学模型 ................................................. - 15 -2.3.4 两相坐标系的PWM整流器高频数学模型.............................................. - 18 -2.4本章小结 ............................................................................................................... - 19 - 第3章三相电压型PWM整流器的控制....................................................................... - 20 -3.1 三相电压型PWM整流器的电流控制策略........................................................ - 20 -3.1.1 间接电流控制 ............................................................................................. - 20 -3.1.2 直接电流控制 ............................................................................................. - 20 -3.2 三相电压型PWM整流器的SVPWM调制方法............................................... - 22 -3.2.1 三相VSR的电压空间矢量分布 ............................................................... - 22 -3.2.2 电压空间矢量的合成和作用时间的分配 ................................................. - 24 -3.3SVPWM调制算法的实现和仿真 ....................................................................... - 25 -3.3.1 扇区的判定和作用时间的计算 ................................................................. - 27 -3.3.2 电压空间矢量的排序和三相PWM波的生成.......................................... - 29 -3.3.3三相VSR的SVPWM调制算法的模型................................................... - 31 -3.4 本章小结 ............................................................................................................... - 31 - 第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真........................................................... - 32 -4.1 主电路参数设计 ................................................................................................... - 32 -4.1.1 交流侧电感的设计 ..................................................................................... - 32 -4.1.2 直流侧电容的设计 ..................................................................................... - 34 -4.2 电压空间矢量控制的三相VSR的仿真研究 ..................................................... - 36 -4.2.1 三相VSR在dq坐标系下的电流解耦控制 ............................................. - 36 -4.2.2 三相VSR整流状态下的仿真研究 ........................................................... - 38 -4.3 本章小结 ............................................................................................................... - 39 -III贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究结论与展望 ......................................................................................................................... - 41 -致谢 ..................................................................................................................................... - 42 -参考文献 ............................................................................................................................. - 43 -附录 ..................................................................................................................................... - 44 -附录A .......................................................................................................................... - 44 - 附录B .......................................................................................................................... - 45 - 附录C .......................................................................................................................... - 53 -IV安徽工程大学毕业设计（论文）插图清单图2—1 PWM整流器模型电路.................................................................................... - 7 - 图2—2 PWM整流器交流侧等效电路........................................................................ - 7 - 图2—3 PWM整流器交流侧电压波形........................................................................ - 8 - 图2—4 (a)整流状态矢量图(b)逆变状态矢量图 ....... - 8 - 图2—5 PWM整流器四象限运行原理图.................................................................... - 9 - 图2—6 单相全桥电压型PWM整流器拓扑结构...................................................... - 9 - 图2—7 三相半桥电压型PWM整流器拓扑结构.................................................... - 10 - 图2—8 PWM整流器输入侧等效电路和向量图...................................................... - 10 - 图2—9PWM整流器交流侧矢量方程的空间矢量图............................................. - 13 - 图2—10 αβ—dp坐标系的变换关系 ......................................................................... - 15 - 图2—11 三相PWM整流器开关模型简图.............................................................. - 16 - 图2—12 三相PWM整流器高频等效电路.............................................................. - 17 - 图2—13 三相PWM整流器在dq坐标系下的高频等效电路................................ - 18 - 图3—1 三相VSR电压空间矢量分布图 ................................................................. - 23 - 图3—2 电压空间矢量的合成 ................................................................................... - 24 - 图3—3 传统输入相电压的区间划分 ....................................................................... - 26 - 图3—4 判断电压矢量所在区间的条件 ................................................................... - 26 - 图3—5 改进方案的区间划分 ................................................................................... - 26 - 图3—6 扇区号N实际对应的各扇区情况 .............................................................. - 27 - 图3—7 区间I电压空间矢量的合成........................................................................ - 27 - 图3—8 电压空间矢量的排序策略 ........................................................................... - 29 - 图3—9 电压空间矢量PWM调制方式.................................................................... - 30 - 图3—10 SVPWM调制仿真模型 .............................................................................. - 31 - 图4—1 系统设计框图 ............................................................................................... - 32 - 图4—2 直流侧电压阶跃突变时的等效电路图 ....................................................... - 35 - 图4—3 三相PWM整流器电流内环解耦控制原理图............................................ - 37 - 图4—4 三相VSR的直接电流整流仿真模型 ......................................................... - 38 - 图4—5A相电网电压和电流波形输出相位波形 ................................................... - 39 - 图4—6 常规PI控制时的输出直流电压波形.......................................................... - 39 -V贾佳：三相电压型SVPWM整流器控制策略研究插表清单表3—1 不同开关组合时的电压值 ........................................................................... - 23 - 表3—2 各扇区号对应的电压空间矢量的作用时间 ............................................... - 28 - 表3—3 各切换点赋值时刻 ....................................................................................... - 31 -VI安徽工程大学毕业设计（论文）I安徽工程大学毕业设计（论文）引言在20世纪80年代，这一时期由于自关断器件的日趋成熟及应用，推动了PWM整流技术的应用与研究。
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。
三相电压型PWM整流器控制策略研究摘要：PWM整流器能够对能量双向流动实现，对交流侧输入电流谐波降低，并对直流侧输出电压有效控制。
三相电压型PWM优势如较快的控制策略动态相应、主电路拓扑结构、整流器网侧功率因数高，相关领域的研究也相对广泛。
本文就此对三相电压型PWM整流器控制策略相关内容进行论述分析。
关键词：三相电压型PWM；控制策略；冲击电流引言三相电压型PWM因其较快的控制策略动态相应、主电路拓扑结构、整流器网侧功率因数高等特征得到普遍的运用，能够对“绿色能源变换”有效实现。
经过多年研究完善，PWM整流器已经成为一种相对成熟的技术，特别是在四象限PWM整流器性能，并将其应用到具体的生活生产之中有重要的意义，其有着十分广阔的发展前景。
一、问题的提出工业生产活动对国家国民经济发展有着重要的作用，也与大众的生活有着密切的关系。
随着国家工业化进一步发展，不同能量转换装置在生产中应用越来越广泛，如不同类型的开关与电源、整流器、直流输电装置等。
不同设备的应用能够减轻企业生产的负担，同时也能够提升社会生活的便利程度。
但另一方面，部分变流装置经过整流环节转变交流电压为直流电压，在此基础上将直流电压转变为其他形式的交流，以此对不同场合的应用有效满足。
整流装置一般可以分为两种形式，一种为相控整流电路，主要构成为晶闸管；一种为不控整流电路，主要构成为二极管。
整流装置的构成特征会使得三乡电网发生无功功率以及谐波干扰的情况，还可能影响周围的用电设备，对电能的利用效率、传输以及生产造成折损，甚至会导致电子器件、设备烧毁，增加自动装置误动作的风险。
上述问题得到国内外学者广泛关注，并针对整流器三相电网干扰相关问题进行了相应的研究。
三相电压型PWM整流器应用脉宽调制技术，开关为IGBT，借助PWM信号对IGBT通断进行有效的控制。
PWM整流器能够获得的优良性能包括灵敏的动态控制响应、网侧及直流侧能量实现流动互通、较少直流侧输出电压纹波等。
1.2 PWM整流器相关领域的研究及应用现状PWM 整流器的研究始于 20世纪 80年代，这一时期由于自关断器件的日趋成熟及应用，推动了 PWM 技术的研究与发展。
1982年 Busse Alfred、Holtz Joachim 首先提出了基于可关断器件的三相全桥 PWM 整流器拓扑结构及其网侧电流幅相控制策略[6]，并实现了电流型 PWM 整流器网侧单位功率因数正弦波电流控制。
1984年 Akagi Hirofumi等提出了基于 PWM 整流器拓扑结构的无功补偿器控制策略[7]，这实际上就是电压型 PWM 整流器早期设计思想。
到 20世纪 80年代末，随着 A.W .Green等人提出了基于坐标变换的 PWM 整流器连续、离散动态数学模型及控制策略，PWM 整流器的研究发展到一个新的高度[8]。
自 20世纪 90年代以来，PWM 整流器一直是学术界关注和研究的热点。
当今对 PWM 整流器的研究主要集中在主电路拓扑结构的研究以及系统控制策略的研究上[6]。
1. 主电路拓扑结构研究在小功率应用场合，PWM整流器拓扑结构的研究主要集中在减少功率开关数量和改进直流输出性能上。
J.J.Shieh等人对四开关三相电压型PWM整流器进行了建模与分析并阐述了这类电路的工作特点[7]。
针对PWM整流器直流测电压要高于交流测电压峰值的问题，Ching-TsaiPan等学者对一般的PWM整流器拓扑进行改进，以降低直流测输出电压[8]。
对于大功率PWM整流器，其拓扑结构的研究主要集中在多电平拓扑结构、变流器组合，以及软开关技术上。
多电平拓扑结构的PWM整流器主要应用于高压大容量场合。
而对大电流应用场合，常采用变流器组合拓扑结构，即将独立的电流型PWM整流器进行并联组合。
与普通并联不同的是，每个并联的PWM整流器中的PWM信号发生采用移相PWM控制技术，多个PWM脉冲叠加后，在负载上可以等效为更高频率的PWM波。
在许多场合可以大幅度的减小滤波电容及电感的体积，所以它在降低功率损耗的同时，又提高了PWM整流器的电流、电压波形品质。
与此相似，为了适应高压大容量的应用场合，也可将独立的电压型PWM整流器进行串联移相组合。
此外，在大功率PWM整流器设计上，还研究了基于软开关(ZVT、ZCT)控制的拓扑结构和相应的控制策略，然而这一技术还有待进一步完善。
2. 系统控制策略的研究随着开关管、MCU等硬件性能的提高，以及PWM整流器控制策略研究的深人，一些新颖的PWM整流器控制策略也不断涌现。
这些新的控制策略往往针对不同的应用场合而设计，具有各自的优点。
比如说，针对常规PWM整流器控制系统中，需要至少两相网侧电压和两相网侧电流检测电路的问题，Toshi hiko Noguchi 等学者提出了一种无电网电动势传感器的控制策略。
其主要思想是通过复功率的估计或电流偏差的调节来重构网侧电动势。
针对网侧电动势不平衡的问题，D.vincenti等人较为系统地提出基于正序dq坐标系的前馈控制策略，即通过负序分量的前馈控制来抑制电网负序分量对PWM整流器控制的影响[9]。
在理论研究方面，HasanKomurcugil等学者提出了基于LyaPunov稳定性理论的控制策略，此方案能保证整流器控制系统在大范围扰动下的稳定性。
而为了提高PWM整流器有功分量(直流电压)的动态响应[10]。
Jong-Woochoi等学者利用最优控制理论提出了确保直流电压响应的时间最优控制方法[11]。
其基本思路就是，根据时间最优控制算法求解出跟踪指令电流所需的最优控制电压，并在动态过程中降低相应无功分量的响应速度，从而有效地提高了有功分量(直流电压)的动态响应速度，实现了三相电压型PWM整流器直流电压的时间最优控制。
生产的实际需要往往是推动科学技术发展的主要动力。
PWM整流器也不例外，它在有源电力滤波(APF)、统一潮流控制(UPFC)、高压直流输电(HVDC)、电气传动(ED)、新型UPS以及风能发电等领域的广泛应用，有力的推动了PWM整流器从拓扑结构到控制技术的全面进步。
特别是近年来电网谐波污染的加重以及新能源的迫切需求，PWM整流器的应用价值得到更加明朗的凸显。
下文将就PWM整流器应用的两大主要领域：有源电力滤波(APF)、风力发电，分别进行概述。
(1)．有源电力滤波(APF)及无功补偿(SVG)图1-1示出了与LC滤波器混合的并联型有源电力滤波器主电路拓扑结构，它主要由无源LC环节和基于PWM整流器拓扑的有源滤波环节组成。
此时，PWM 整流器运行在逆变状态。
图1-1混合并联型有源电力滤波器(APF)拓扑结构Fig 1-1 Hybrid Shunt Active Power Filter (APF) topology这种混合并联型有源电力滤波器利用LC滤波器以及有源滤波器共同起到电网的谐波抑制及无功补偿作用，从而有利于提高系统性价比。
一般而言，希望LC滤波器承担大部分谐波和无功补偿的任务，而利用有源滤波器的作用改善系统性能，这样可在满足补偿要求的同时、大大降低了有源滤波装置的容量，从而减少系统造价。
并联型有源电力滤波器网侧实质上可以看成一个等效的可控电流源，其可以在四象限内运行。
与整流状态类似，PWM整流器首先检测并计算电网的有功功率及无功功率，然后通过坐标反变换得出需要补偿的参考电流，并注人电网，这样电网电流即获得所需功率因数角的正弦波电流，以达到有源滤波及无功补偿的目的。
此时，系统既实现了对电网的有源滤波(APF)同时也补偿了无功(SVG)。
实际上，当基于PWM整流器拓扑的有源环节只向电网注人无功电流而不补偿谐波电流时，该有源环节相当一个静止无功补偿器(SVG)[12]。
(２)．风力并网发电风能是最具商业潜力和开发活力的清洁可再生能源之一，其利用成本较低。
且发电装机容量增长空间很大，成本下降快，使用安全，永不耗竭。
与传统的火力发电相比，风力发电能有效地缓解空气污染、水污染和全球变暖问题。
特别是随着《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》的签订，风力发电日益受到世界各国的高度关注。
初步统计显示，全球潜在风力发电能力超过700亿MW，是地球上可开发利用的水能总量的10倍。
随着未来常规能源成本的持续上升，风电优势更为明显，其发展速度会更快，数年内，风电装机容量平均增速将高达20%。
国际绿色和平组织和世界风能协会发布的全球产业蓝皮书认为，到2020年，全世界风电装机容量将达到12.6亿kW，发电3.1万亿KWh，占世界电力供应的12%以上。
相应的将会减少约110亿吨二氧化碳的排放。
我国风能资源丰富，发展风电潜力更是巨大。
到2010年，我国累计风电装机容量将达到1 500万kW，成为世界最大的风电市场和风能装备制造中心。
到2020年，风力发电将达到3 000万kW。
届时，我国过于依赖煤炭资源的现状将大大改观，环境压力也会大大缓解。
现在最具潜力的风力发电系统是由无刷双馈发动机以及PWM整流器参与的Back-to-back励磁环节构成。
根据风力发电机的运行特征和控制技术，可以把风力发电技术分为恒速恒频(CSCF)风力发电技术和变速恒频(VSCF)风力发电技术。
变速恒频技术更具优势，其能量转换效率高、电力系统调节及稳定性好、能实现柔性并网操作、有效减小励磁电源的容量。
变速恒频系统中，又属无刷双馈发电系统最具有优势。
无刷双馈风力发电系统运行时，其电机的功率绕组接入工频电网，控制绕组与幅频、相位均可调的励磁变换器连接。
励磁变换器的种类有交交变换器、矩阵变换器和电压型双PWM变换器3种类型。
而电压型双PWM 变流器具有电路简单、对称，性能可靠的优点，是目前变换器中最常用、研究最深入、控制技术最成熟的一种。
此变流器主电路如图1-2所示。
它是由两个三相半桥构成的back-to-back的结构。
很明显，其网侧变换器即为本文所研究的单位功率因数整流器。
其主要的功能是保持直流母线电压的稳定、控制输入电流的波形，以达到单位功率因数的目的[13]。
图1-2 双馈发电机用电压型双PWM变流器Fig. 1-2 Double-fed generator with dual PWM voltage converter1.3 本论文的主要工作PWM整流技术是当今研究的一个热点，国内许多高校和企业都展开了在这个领域的研究。
研究的重点和难点在整流器的控制策略上。
近年来，各种新颖的控制方法层出不穷，如滑模变结构控制，模糊控制，人工神经元控制。
但多数还停留在仿真或实验阶段，离实际应用还有相当的距离。
本文从实用的角度出发，选择应用广泛，技术相对成熟的双环PI解耦控制展开研究。
所做的主要工作有：1)．系统的研究和比较了各种PWM整流器拓扑结构和控制方式的优缺点，确定了控制方案。
建立VSR的低频和高频数学模型，具体包括在ABC静止坐标下、αβ两相坐标下和d-q旋转坐标系下的模型。
2)．利用Simulink建立了PWM整流器的主电路和控制电路的仿真模型，并对仿真结果进行了分析;利用Saber软件对采样调理电路中的滤波电路及主电路中的辅助电源进行了仿真设计。
3)．设计并制作了本实验需要用到的主电路和外围电路。
它包括驱动电路、检测电路、信号调理电路、相关保护电路及辅助电源。
4)．基于TMS320LF2407数字信号处理器(DSP)，搭建了PWM整流器(VSR)的实验模型，编写了主程序及中断程序，并进行了调试。
另外，基于人机对话的需要，实现了DSP与单片机的通讯，并在单片机上实现了对彩色液晶显示屏的驱动和显示。
