第4章 PWM整流器控制技术
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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。
单相PWM整流器的直接电流主要控制策略分析伴随着我国科学技术以及相关电力技术的不断发展,现阶段我国的电力系统非常发达,同时电力系统中使用的设备也变得种类繁多,功能齐全。
在这种状态下,一旦使用大量的电力设备就会导致我国的电力系统中出现电流超负荷以及电压超负荷。
我国现阶段解决这種问题的办法之一就是使用单相PWM整流器来进行电流控制。
文章主要针对单相PWM整流器的直接电流控制策略进行详细的阐述以及分析,希望通过文章的分析以及阐述能够有效地提升我国电流控制的效果,同时也为我国电力系统的进一步发展以及创新贡献力量。
标签:单相PWM整流器;直接电流的控制;分析;控制策略我国近些年的电子设备尤其是带有一定功率的电子设备正在越来越多的被应用,这样的状况就直接导致了我国的国家电网系统承载了越来越多的非线性电力负载,给我国国家电网中的电流以及电压带来了很多问题,其中谐波污染是一个较为突出的问题。
为了解决这一问题,我国的电力系统引进了PWM整流器,通过整流器的有效处理,大大地提升了电力系统中的系统功率因数,这样就会在很大程度上减少电网系统中的谐波污染。
通过一段时间的应用,整流器的功能和使用效果逐渐被人们认可以及关注。
在整流器工作过程中根据系统中的电感电流的运行状态可以分析两种工作模式。
第一种是电流断续的整流器工作模式;第二种是电流连续的整流器工作模式。
上述两种整流器工作模式中,电流连续的工作模式受到了更多的应用和重视,主要的原因是电流连续整流器的工作模式具有四个优点,第一个是连续电流的整流器能够有效地进行小波纹的电流输出;第二个是连续电流的整流器更加容易进行滤波操作;第三个是连续电流模式的整流器元器件的工作损耗小;第四个是连续电流模式的整流器能够进行大功率的电流控制。
在连续电流模式的整流器工作过程中,工作电流反馈量主要是有瞬间电流感应数值作为参考,这样就能够保障整流器在工作过程中进行直接电流的有效控制以及间接电流的有效控制。
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。
第2章 整流电路2. 2图2-8为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:晶闸管承受的最大反向电压为22U 2;当负载是电阻或电感时,其输出电压和电流的波形与单相全控桥时一样。
答:具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,该变压器没有直流磁化问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中,在正负半周上下绕组中的电流方向相反,波形对称,其一个周期内的平均电流为零,故不存在直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
①以晶闸管VT2为例。
当VT1导通时,晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联,所以VT2承受的最大电压为22U 2。
②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α一样时,对于电阻负载:(O~α)期间无晶闸管导通,输出电压为0;(α~π)期间,单相全波电路中VT1导通,单相全控桥电路中VTl 、VT4导通,输出电压均与电源电压U 2相等;( π~απ+)期间均无晶闸管导通,输出电压为0;(απ+~2π)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出电压等于-U 2。
对于电感负载: ( α~απ+)期间,单相全波电路中VTl 导通,单相全控桥电路中VTl 、VT4导通,输出电压均与电源电压U2相等; (απ+~2απ+)期间,单相全波电路中VT2导通,单相全控桥电路中VT2、VT3导通,输出波形等于-U2。
可见,两者的输出电压一样,加到同样的负载上时,那么输出电流也一样。
2.3.单相桥式全控整流电路,U 2=100V ,负载中R=20Ω,L 值极大,当α=︒30时,要求:①作出U d 、I d 、和I 2的波形;②求整流输出平均电压U d 、电流I d ,变压器二次电流有效值I 2;③考虑平安裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解:①Ud 、Id、和I2的波形如以下图:②输出平均电压Ud 、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为:Ud =0.9U2cosα=0.9×100×cos︒30=77.97〔V〕Id=Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为:2U2=1002=141.4(V) -考虑平安裕量,晶闸管的额定电压为:UN=(2~3)×141.4=283~424(V)详细数值可按晶闸管产品系列参数选取。
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。
新型电源技术课题报告课题:PWM电源控制技术专业:应用电子技术___班级:_**__________组长: ***___学号:****_ _组员1:***_ 学号:**** _组员2:***____学号:****_组员3:***__ 学号:***_指导教师:___****______评分:________________一、设计的目的随着电子技术的高速发展、电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益紧密,任何电子设备都离不开可靠的电源,他们对电源的要求也越来越高。
特别是随着小型电子设备的应用越来越广泛,也要求能够提供稳定的电源,以满足小型电子设备的用电需要。
本文基于这个思想,设计和制作了符合指标要求的开关稳压电源.开关电源具有高频率、高功率密度、高效率等优点,被称作高效节能电源。
由于开关稳压电源具有这些优点,基于这个思想上设计一个基于PWM控制技术的开关稳压电源,以满足小型电子设备的供电需要。
1 PWM控制的基本原理理论基础:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。
冲量指窄脉冲的面积。
效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段非常接近,仅在高频段略有差异。
图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲面积等效原理:分别将如图6-1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图6-2a所示。
其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图6-2b所示。
从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同。
脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小。
如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的。
用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。
图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。
PWM整流电路的原理分析摘要:无论是不控整流电路,还是相控整流电路,功率因数低都是难以克服的缺点.PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路,本文以《电力电子技术》教材为基础,详细分析了单相电压型桥式PWM整流电路的工作原理和四种工作模式。
通过对PWM整流电路进行控制,选择适当的工作模式和工作时间间隔,交流侧的电流可以按规定目标变化,使得能量在交流侧和直流侧实现双向流动,且交流侧电流非常接近正弦波,和交流侧电压同相位,可使变流装置获得较高的功率因数。
1 概述传统的整流电路中,晶闸管相控整流电路的输人电流滞后于电压,其滞后角随着触发角的增大而增大,位移因数也随之降低。
同时输人中谐波分量也相当大,因此功率因数很低。
而二极管不控整流电路虽然位移因数接近于1,但输人电流中谐波分量很大,功率因数也较低。
PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路,它能在不同程度上解决传统整流电路存在的问题。
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。
通过对PWM整流电路进行控制,使其输人电流非常接近正弦波,且和输人电压同相位,则功率因数近似为1。
因此,PWM整流电路也称单位功率因数变流器。
参考文献[1]在第6章“PWM控制技术”中增添了“PWM整流电路及其控制方法”这一部分内容。
但在PWM整流电路的工作原理中介绍篇幅较少,只是针对PWM整流电路的运行方式相量图进行分析,没有分析其工作过程。
对PWM 整流电路不熟悉的教师在了解这部分内容时普遍感觉吃力。
1 单相电压型桥式PWM整流电路电压型单相桥式PWM整流电路最早用于交流机车传动系统,为间接式变频电源提供直流中间环节,其电路如图I所示。
每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。
L为交流侧附加的电抗器,在PWM整流电路中是一个重要的元件,起平衡电压、支撑无功功率和储存能量的作用。
为简化分析,可以忽略L的电阻。
图 1 电压型单相桥式PWM整流电路除必须具有输人电感外,PWM整流器的电路结构和PWM逆变电路是相同的。
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。
三相电压型PWM整流器(VSR)及其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发展,三相电压型PWM整流器(VSR)在工业应用中得到越来越广泛的应用。
VSR作为一种高性能的电源电路,具有高效、可靠、节能等优点。
在现代工业中,高效节能是减少能源消耗和提高生产效率的重要手段。
而VSR在工业应用中,可以使电机有效运行,减少能量浪费,降低系统的运营成本。
目前,VSR的研究主要集中在拓扑结构和控制策略方面。
其中控制策略是VSR最关键的研究领域之一,因为它直接影响着整流器的工作效率和稳定性。
针对不同的应用场合和电源负载特性,不同的控制策略可达到不同的目标。
因此,进一步研究VSR的控制策略,具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容和方法本文将研究三相电压型PWM整流器(VSR)的控制策略,并尝试实现一种新的控制策略,以提高整流器的效率和稳定性。
具体研究内容如下:1.综述VSR的工作原理及常用的控制策略,包括传统的Pulse Width Modulation (PWM)和Space Vector Modulation(SVM)等。
2.对比分析不同的控制策略在效率和稳定性等方面的差异,并探索一种新的控制策略,将其应用到VSR中,以期达到提高效率和稳定性的目的。
3.通过Matlab/Simulink或PSIM等软件建立VSR的数学模型,并仿真验证新的控制策略的有效性和优势。
三、预期成果和创新点本文预期通过对VSR控制策略的研究,得出一种新的控制策略,以提高整流器的效率和稳定性。
具体成果如下:1.对不同的控制策略进行分析比较,得出各自的优缺点。
2.开发一种新的控制策略,并通过仿真验证其有效性和优点。
3.提出控制策略改进的思路和方法,为后续的研究提供思路和方法。
本文的创新点在于,针对传统的控制策略,在保证稳定性的同时,寻求新的优化方案,以提高整流器的效率和可靠性。
四、论文结构本文将按以下结构撰写:第一章绪论第二章 VSR的基本原理第三章 VSR的常用控制策略第四章 VSR控制策略的分析比较第五章基于新控制策略的VSR仿真验证第六章结论与展望参考文献备注:以上仅为开题报告的示范,具体的内容和结构请根据实际情况进行调整。
华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业论文Graduation Thesis(2009 —2013 年)题目:三相电压型PWM整流器及其控制的设计分院:电气与信息工程分院专业:电气工程及其自动化1摘要传统的二极管不可控整流器和晶闸管半控整流器输出的直流电压存在不同程度的波动,需要体积庞大的滤波装置、电网电流畸变率大、谐波含量大等缺点。
直流电压波动太大给负载带来了不良影响、滤波装置体积庞大会导致整流器笨重并且设备占地面积增大、电网电力畸变率大谐波含量高从而需要无功补偿装置,这些都增大了传统整流器的设计与运行成本。
本文从实际出发,首先介绍了三相电压型PWM整流器的发展史,电路的拓扑结构,以及电路的控制策略。
深入的研究了PWM整流器的数学模型,得到了一些有用的结论,重点研究了PWM整流器的控制策略,即SVPWM调制策略,设计了相应的控制器。
在MATLAB中搭建了仿真模型,仿真结果表明了所建立的控制系统是有效的,能够稳定三相电压型PWM整流器直流侧的直流电压,在负载突变后,也能很好的调节的直流电压保持不变,并且电网电流与电压同相,实现了单位功率因数运行。
关键字:PWM整流;SVPWM调制;仿真;单位功率因数AbstractTraditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortcomings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power compensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs.From reality, this paper first introduces the history of the development of the three-phase voltage-type PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. In-depth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable three-phase voltage-type PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation.Key words: PWM rectifier; SVPWM modulation; simulation; unity power factor3目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第1章绪论 (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 (1)1.1.2 功率因数校正技术 (2)1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2.1 PWM整流器的分析与建模 (3)1.2.2 三相PWM整流器控制技术的研究 (3)1.2.3 PWM整流器拓扑结构的研究 (3)1.2.4 PWM整流器系统控制策略的研究 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (4)1.4 本文的主要研究内容和重点 (4)第2章三相PWM整流器的原理及其数学模型 (5)2.1 PWM整流器的基本原理 (5)2.1.1 三相PWM整流器拓扑结构 (5)2.2.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (7)2.2.2 两相坐标系下的低频数学模型 (9)2.2.3 PWM整流器高频通用数学模型 (11)2.2.4 两相dq坐标系的PWM整流器高频数学模型 (14)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (17)3.1电压型PWM整理器的电压空间矢量控制技术 (17)3.2 SVPWM算法在MATLAB中的实现 (17)3.2.1 参考电压矢量所在扇区N的判断 (18)3.2.2 不同扇区两相邻电压空间矢量的作用时间 (22)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (25)4.1 三相VSR直流电压控制 (25)4.2PWM整流器整体仿真 (27)第五章结论与展望 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 课题的研究背景与意义近十几年来,随着电力电子装置的谐波污染受到愈来愈广泛的重视,随着用电设备谐波标准和电机系统节能工程的推广实施,必将会很大程度上促进对PWM 整流器的发展。
三相高功率因数电压型pwm整流器控制策略三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略是一种用于能源转换和传递的电路控制方法。
它可以有效地将变换器的效率和能量转移效率提升到新的高度。
接下来,将分步骤阐述三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略的工作原理和控制方法。
1. 工作原理三相高功率因数电压型PWM整流器是一种基于电力电子技术的高效节能电路,它的工作原理是将三相交流电压转换为直流电压,并对输出直流电压进行控制。
控制方法是通过定时器电路,将一系列脉冲信号传送到功率开关,从而控制输出电压的大小和形状。
2. 开关控制在三相高功率因数电压型PWM整流器中,电源电压需要经过变压器降压后再输入到电路中。
整流器中使用的开关器件为MOSFET管,它具有低导通电阻和高开关速度等特点。
控制方法是利用开关器件上的脉冲信号来实现控制。
开关控制是通过PWM控制的输出波形来控制MOSFET管的导通时间和导通电流。
3. 稳压控制在三相高功率因数电压型PWM整流器中,稳压控制是不可或缺的环节。
在正常情况下,整流器会根据电路反馈的电压信号,对电路中的功率开关进行控制,从而实现输出电压的稳定。
稳压控制还需要根据负载的需求来调节输出电压。
4. 周期控制在整流器控制过程中,周期控制是控制输出波形频率的重要因素。
控制周期是为了保证整流器的输出波形与网络电源输入电压同步。
控制周期还需考虑到各种电路的特性参数,来避免不必要的失控。
5. 矢量控制通过矢量控制,可实现三相高功率因数电压型PWM整流器电路的反馈控制。
矢量控制是以电路的磁场向量为基础,旋转磁场向量,从而控制整流器的输出电压和电流。
三相高功率因数电压型PWM整流器控制策略的优点是稳定性好,工作效率高。
在实际应用中,可降低功率失真率和电能损耗。
在电力电子领域,它已成为传递和控制能量的重要工具之一。
2.3 PWM 整流器电流控制技术由以上对三相PWM 整流器的建模分析可知,PWM 整流器能同时完成直流电压和交流侧电流的控制。
目前,间接电流控制和直接电流控制是VSR 两种主要的控制策略[30]。
间接电流策略简单,不需要进行电流反馈,依据电路关系,通过对整流器交流侧基波电压的控制来控制交流侧电流。
但间接电流控制主要缺点是电流动态响应慢,依赖于电路参数的准确性。
直接电流控制包括:滞环电流控制、固定开关频率电流控制、空间矢量电流控制等,这些策略能够实现电流快速响应,具有较好的动态相应性能。
2.3.1 PWM 整流器间接电流控制技术间接电流控制通过对PWM 整流器交流侧基波电压的控制,实现对交流侧电流的控制,该控制策略无需对交流侧电流进行采样闭环,因而是一种相对简单的VSR 电流控制方案[31]。
设三相对称,以A 相为例,设A 相交流输入电压为E ,交流侧电流为I ,滤波电感为L ,线路电阻为R ,整流器交流侧基波电压为V ,则由戴维南电压定律可得:()j L R ω=++E V I (2-33)当E 、L 、R 确定时,通过PWM 控制VSR 输出的交流侧基波电压V ,便能间接控制交流侧电流I 。
设:()sin()()sin()E t E t I t I t ωωϕ=⎧⎨=+⎩(2-34) 则根据(2-33)式可计算得此时VSR 交流基波电压瞬时表达式为:()sin()sin()sin()2V t E t LI t RI t πωωωϕωϕ=-++-+ (2-35)从而,如果可以控制VSR 交流侧输出式(2-35)所描述的基波电压,则此时交流侧的电流即为()sin()I t I t ωϕ=+。
通过该控制ϕ角值便能实现对功率因素的控制,当ϕ角等于0时,PWM 整流器属于单位功率因数运行状态。
使用SPWM 算法,设三角载波的幅值为±U T ,当载波频率足够高时,可忽略VSR 交流侧的谐波电压,当A 相的调制正弦信号为:()sin()ma m u t U t ωγ=+ (2-36)则与其对应VSR 交流侧基波电压表达式为:()sin()2m dc a TU Uu t t U ωγ=+ (2-37)式中dc U 为VSR 直流侧电压,当三角载波的幅值为±1时,由式(2-36)和式(2-37)可知,只需将所需的交流侧基波电压乘以2dcU ,即可得到该交流侧基波电压所对应的正弦调制信号。