三相电压型PWM整流器建模与仿真
三相电压型SVPWM整流器仿真研究
三相电压型SVPWM整流器仿真研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型SVPWM（空间矢量脉宽调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在新能源发电、电机驱动、电网治理等领域得到了广泛应用。
SVPWM技术以其独特的调制方式，能够实现输出电压波形的高精度控制，提高整流器的电能转换效率，降低谐波污染，成为现代电力电子技术的研究热点。
三相电压型SVPWM整流器的基本工作原理是通过控制整流器的开关管通断，将交流电源转换为直流电源，为负载提供稳定、可靠的直流电能。
在SVPWM调制策略下，整流器能够实现对输入电压、电流的高效控制，使电网侧的功率因数接近1，从而减小对电网的谐波污染，提高电能质量。
为了深入了解三相电压型SVPWM整流器的性能特点，本文将对其仿真研究进行深入探讨。
通过建立整流器的数学模型，利用仿真软件对其进行仿真分析，可以直观地了解整流器在不同工作条件下的运行特性，为实际工程应用提供有力支持。
仿真研究还可以为整流器的优化设计、参数选择等提供理论依据，推动三相电压型SVPWM整流器技术的进一步发展。
三相电压型SVPWM整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在现代电力电子技术中具有重要的应用价值。
通过仿真研究，可以深入了解其性能特点，为实际应用提供有力支持，推动相关技术的不断发展。
1. 研究背景：介绍三相电压型SVPWM整流器的研究背景及其在电力电子领域的应用价值。
能源转换效率的提升：在当前的能源结构中，电力是最主要的能源形式之一。
电力在传输和分配过程中往往存在损耗和污染。
三相电压型SVPWM整流器作为一种能够实现AC（交流）到DC（直流）高效转换的装置，能够显著提高能源转换效率，降低能源浪费，从而满足日益增长的能源需求。
电网稳定性的改善：随着可再生能源的快速发展，电网的稳定性问题日益突出。
三相电压型SVPWM整流器具有快速响应和精准控制的特点，能够有效地改善电网的电能质量，提高电网的稳定性。
三相电压型PWM整流器建模及控制
三相电压型PWM 整流器建模及控制摘要：本文通过基尔霍夫定律完成了对三相电压型PWM 整流器在三相静止对称坐标系下的数学建模。
并通过MATLAB/SIMULINK 仿真工具对其数学模型进行了仿真验证，可以看出，仿真验证的结果证明了模型的准确性和可靠性。
而后又介绍了一种直接电流控制方法即传统的双闭环PID 控制，并进行了仿真分析。
1 基于基尔霍夫定律对三相VSR 系统建模三相电压型PWM 整流器的电路拓扑结构如图1-1所示。
图中a u 、b u 、c u 为三相交流电源，L 和C 分别为滤波电感和滤波电容，R 是滤波电感的等效电阻，s R 是开关管的等效电阻。
记网侧三相交流电流分别为a i 、b i 、c i ，整流电流为dc i ，流过负载电阻的电流为L i ，负载两端电压为dc v 。
i Le i L图1-1 三相电压型PWM 整流器电路图针对三相VSR 一般数学模型的建立，通常作以下假设： (1) 电网电动势为三相平衡的正弦波电动势(a u ，b u ，c u )。
(2) 网侧滤波电感L 是线性的，且不考虑饱和。
(3) 功率开关管损耗以电阻s R 表示，即实际的功率开关管可由理想开关与损耗电阻s R 串联等效表示。
(4) 为描述VSR 能量的双向传输，三相VSR 其直流侧负载由L R 和直流电动势L e 串联表示。
当直流电动势0L e =时，三相VSR 只能运行于整流模式；当L dce v >时，三相VSR 既可运行于整流模式，又可运行于有源逆变模式；当L dc e v <时，三相VSR 则运行于整流模式。
为分析方便，定义单极性二值逻辑开关函数k s 为10k s ⎧=⎨⎩上桥臂导通，下桥臂关断上桥臂关断，下桥臂导通(,,)k a b c = (1-1)将三相VSR 功率开关管损耗等效电阻s R 和交流滤波电感等效电阻l R 合并，记 s l R R R =+，采用基尔霍夫电压定律建立三相VSR a 相回路方程为()aa a aN NO di LRi u v v dt+=-+ (1-2) 当1S 导通而2S 关断时，1a s =，且aN dc v v =；当1S 关断而2S 导通时，开关函数0a s =，且0aN v =。
三相电压型SVPWM整流器的SIMULINK建模与仿真(精)
23三相电压型SVPWM 整流器的SIMULINK建模与仿真毛文喜罗隆福（湖南大学电气与信息工程学院，长沙 410082）摘要：在建立了三相PWM 整流器数学模型的基础上，将双闭环工程设计方法结合矢量控制策略应用于PWM 整流器。
通过MATLAB 的SIMULINK 工具箱得到系统仿真结果，验证了该模型和控制方法的可行性。
关键词：PWM 数学模型空间矢量 SIMULINK中图分类号： TM 461.5 文献标识码：A 文章编号：1003-4862（2007）01-0023-04The Modeling and Simulation of Three-phase Voltage SVPWM RectifierMao Wenxi, Luo Longfu(College of Electrical and Information Engineering Hunan University, Changsha 410082, ChinaAbstract: Based on the mathematical model of PWM rectifier，the dual-close-loop engineering design with vector control is applied in the 3-phase PWM rectifier. The validity of the mathematical model and its control method are confirmed by both MATLAB／SIMULINK simulation and experiment. Key words: PWM ；mathematical model；space vector；SIMULINK1 引言在电能变换中，电压型PWM 整流器(简称“VSR”功率因数可调、输入电流波形为正弦波、可实现能量的双向流动，真正实现了“绿色电能变换”。
三相电压型PWM整流器双闭环系统设计与仿真
将 式（ ３） 、式（ ４） 带 入 式（ ２） ， 并 化 简 得
%& %& %&＊
ｐ
ｉｄ ｉｑ
＝Ａ ｉｄ ｉｑ
－Ｂ
ｉｄ
＊
ｉｑ
（ ５）
式中，
Ａ＝
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［Ｒ－
（ＫｉＰ＋
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）］／Ｌ
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０
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［Ｒ－
（ＫｉＰ＋
ＫｉＩ ｓ
）］／Ｌ
+ + ++ ,
Ｂ＝－
１ Ｌ
（ＫｉＰ＋
ＫｉＩ ｓ
＊
ｖｄｃ
Ｋｓ（１ ＋Ｔｓ ｓ）
０ ． ７５
１
ｖｄｃ
Ｔｓ ｓ
Ｔｅｒ ｓ＋１
ｓＣ
图 ５ 三 相 ＶＳＲ 电 压 外 环 控 制 结 构 图
由 于 电 压 外 环 的 主 要 控 制 作 用 是 稳 定 三 相 ＶＳＲ 直 流 电 压 ，
故其控制系统整定时， 应着重考虑电压外环的抗扰动性能。
为 使 电 压 外 环 具 有 较 好 的 抗 扰 动 性 能 ， 可 采 用“ 模 最 佳 ”
３ 双闭环控制系统调节器的设计
３．１ 电流调节器设计
由于两电流内环的对称性， 因而以电流 ｉｑ 控制为例讨论
电 流 调 节 器 的 设 计 。考 虑 电 流 内 环 信 号 采 样 的 延 迟 和 ＰＷＭ 控
制器的小惯性特性， 已解耦的 ｉｑ 电流内环结构如图 ３ 所示。
＊
ｉｑ
１ Ｔｓｓ ＋ １
ＫｉＰ＋
Ｗｅｌ （ｓ） Ｉ ｍ
０．７５ｍｃｏｓθ ｉ ｄｃ
三相电压型PWM整流器的基本原理与建模分析
第三章三相电压型PWM整流器的基本原理与建模分析本文蓄电池充电装置是采用可逆PWM整流器的智能充电装置，PWM整流器既可工作于整流状态又可工作于逆变状态，从而实现能量再生和提高网侧功率因数，降低对电网的谐波污染;并采用馈能放电，将蓄电池电能回馈到电网，节省电能。
三相电压型PWM整流器是本系统研究的基础，担负着为蓄电池充电时提供直流电源及放电时向电网馈电的功能。
本章给出了三相电压型PWM整流器的基本原理及建模仿真。
1.1 PWM整流器基本原理概论PWM整流器是一个可工作在四象限的、交流侧和直流侧全控型的电流变换装置。
首先通过PWM整流器的模型电路来阐述其基本原理。
图3-1图3-1为PWM变流器模型电路。
PWM变流器模型电路由主要由三部分构成:交流网络、桥式功率开关管电路以及直流网络。
其中交流网络可以等效为交流电动势E和网侧电感L的串联;直流网络可以等效为负载电阻RL和负载电动势eL串联;桥式功率开关管电路可以是电压型桥路也可以使电流型桥路。
忽略功率开关管桥路的损耗，根据交流侧和直流侧功率平衡关系可得1.1式（3-1）式中:V , I 一交流侧电压、电流;Vdc, ldc一直流侧电压、电流。
由式(1.1)可知:模型电路的的交，直流两侧相互制约。
下面通过分析模型电路的交流侧电压电流来研究PWM变流器的运行原理。
为简化分析，忽略PWM的谐波分量，只考虑基波，稳态运行时，PWM交流侧电压电流矢量关系如图1.2所示。
以E为参考矢量，控制V，可实现四象限运行。
如不变，则也不变，V的运行轨迹便成了以为半径的圆。
在V分别抵达A, B, C, D四个特殊点时，PWM整流器分别呈现纯电感特性、正电阻特性、纯电容特性和负电阻特性。
A)纯电感特性运行 B)正电阻特性运行 C)纯电容特性运行 D)负电阻特性运行图1.2PWM变流器交流侧稳态矢量关系图E一交流电网电动势矢量 V一交流侧电压矢量VL-交流侧电感电压矢量 I一交流侧电流矢量对PWM整流器在四个特殊点间的运行规律详细分析如下:1.电压矢量v端点在圆轨迹弧AB上运动时，PWM整流器运行于整流状态。
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。
三相电压型PWM整流器设计与仿真(精)
1 绪论随着功率半导体器件技术的进步，电力电子变流装置技术得到了快速发展，出现了以脉宽调制（PWM）控制为基础的各种变流装置，如变频器、逆变电源，高频开关电源以及各类特种变流器等，电力电子装置在国民经济各领域取得了广泛的应用，但是这些装置的使用会对电网造成严重的谐波污染问题。
传统的整流方式会无论是二极管不控整流还是晶闸管相控整流电路能量均不能双向传递，不仅降低能源的利用率还会增加一定的污染，主要缺点是：1）无功功率的增加造成了装置功率因素降低，会导致损耗增加，降低电力装置的利用率等；2）谐波会引起系统内部相关器件的误动作，使得电能的计量出现误差，外部对信号产生严重干扰；3）传统的结构，能量只能单向流动，使得控制系统的能量利用率不高，不能起到节能减排的作用。
电网污染的日益严重引起了各国的高度重视，许多国家都已经制定了限制谐波的国家标准，国际电气电子工程师协会(IEEE)，国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。
国际电工学会于1988年对谐波标准IEC555-2进行了修正，欧洲制定IEC1000-3-2标准。
我国国家技术监督局也于1994年颁布了《电能质量公用电网谐》标准(GB/T 14549-93)，传统变流装置大多数已不符合这些新的标准，面临前所未有的挑战。
目前，抑制电力电子装置对电网污染的方法有两种：一是设置补偿装置。
通过对已知频率谐波进行补偿，这种方式适用于所有谐波源，但其缺点是只能对规定频率的谐波进行补偿，应用范围受限。
并且当受到电网阻抗特性或其他外界干扰，容易发生并联谐振，导致某些谐波被放大进而使滤波器过载或烧毁；而是对整流器装置本身性能进行改造，通过优化控制策略和参数设置，使网侧输入的电压和电流呈现接近于同相位的正弦波，实现单位功率因数运行即功率因数为1。
目前治理谐波和无功主要是采用功率因数校正技术(PFC技术)，由于PWM调制技术引入整流器中，使得整流器能够获得较好的直流电压并且实现网侧电流正弦化，PWM整流技术已经成为治理电网污染的主要技术手段。
三相PWM整流器仿真分析
三相电压型PWM整流器的数学模型和主电路设计摘要传统的整流器一般采用二极管整流或相控整流，这种类型的整流器存在着输入电流非正弦，动态性能受到限制和功率因数较低的缺点。
针对以上的问题，本文首先对三相电压型PWM（Pulse Width Modulation）整流器的工作原理进行了分析并得到系统的数学模型，然后推导出PWM整流器双闭环控制系统的传递函数框图并计算电流调节器和电压调节器的参数，最后通过MATLAB对三相电压型PWM整流器系统进行了仿真。
本文采用开关函数法构建了三相VSR（V oltage Source Rectifier）的Simulink 模型，它是依照变换电路的输入与输出的传递函数建立其模型，与电路的拓扑结构无关。
文中详细地论述了电压和电流控制器、整流器、PWM发生单元等各子系统的Simulink建模，并基于所提出的模型研究了PWM整流系统开环控制和双闭环控制下的运行情况和系统特性。
经过仿真发现仿真结果与理论分析相符，验证了模型的正确性。
通过仿真发现滤波电感和直流侧电容参数对系统的稳态运行至关重要。
从仿真的角度验证了三相PWM整流器比传统的相控整流器具备更加良好的性能。
关键词：三相电压型PWM整流器，数学模型，开环控制，双闭环控制MATHEMATICAL MODEL AND MAIN CIRCUIT DESIGN OF THREE-PHASE VOLTAGE-SOURCE PWM RECTIFIERABSTRACTThe traditional rectifier, diode-bridge rectifier or phase-controlled rectifier, cause input current isn't sinusoidal waveform, low power factor, and dynamic performance is limited. In order to solve these problems, first, the mathematical model of 3-phase PWM VSR was created, second, the block diagram of double closed-loop controlled system for three-phase VSR was established. At the same time, the parameters of current regulator and voltage regulator can be calculated, finally, 3-phase PWM VSR was simulated by MATLAB. Based on the above studies, the simulink based model of 3-phase PWM VSR is obtained by using switching function concept which able to model converter circuits according to its input and output transfer functions. The simulink models of the voltage oriented control, voltage controller, current controller, rectifier and PWM generator are developed in detail, and based on these models can analyze the characteristics and system operation of open-loop control and double closed-loop controlled system. The simulation results verify the rectifying state validity of the proposed method. At last, through circuit simulation, we can find filter inductor and DC side capacitance is very important for system. Finally, we can find the PWM rectifier better than traditional rectifier.Key words:three-phase voltage-source PWM rectifier，open-loop control，double closed-loop controlled system，mathematical model目录1 绪论 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.1 PWM整流技术的发展 --------------------------------------------------------------------- 11.2 PWM整流技术的现状 --------------------------------------------------------------------- 21.3 本文所做的主要工作 ---------------------------------------------------------------------- 42 三相电压型PWM整流电路基本原理和数学模型 ----------------------------------------- 52.1 三相电压型PWM整流电路的拓扑结构和理论分析 ------------------------------- 5三相电压型PWM整流电路的拓扑结构--------------------------------------------- 5三相电压型PWM整流电路的理论分析--------------------------------------------- 62.2 数学模型 ------------------------------------------------------------------------------------- 7整流器开关函数的数学模型------------------------------------------------------------ 8三相静止坐标系下的数学模型--------------------------------------------------------- 9两相静止αβ坐标系模型 --------------------------------------------------------------- 11三相电压型PWM整流器dq模型的建立 ------------------------------------------ 12 3 三相电压型PWM整流器控制系统 ---------------------------------------------------------- 163.1 PWM控制基本原理 ----------------------------------------------------------------------- 163.2 PWM整流器的控制方法 ----------------------------------------------------------------- 173.3 三相电压型PWM整流器双闭环控制 ------------------------------------------------ 19电流内环控制----------------------------------------------------------------------------- 21电压外环控制----------------------------------------------------------------------------- 24 4 主电路交流侧电感和电容设计 ---------------------------------------------------------------- 274.1 三相电压型PWM整流器交流侧电感的计算和选择 ------------------------------ 274.2 三相电压型PWM整流器直流侧电容的参数选择 --------------------------------- 304.3 交流侧电流谐波分析 --------------------------------------------------------------------- 335 三相电压型PWM整流器仿真分析 ---------------------------------------------------------- 365.1 三相电压型PWM整流器系统的开环控制 ------------------------------------------ 365.2 三相电压型PWM整流器双闭环控制仿真 ------------------------------------------ 40各个模块的搭建-------------------------------------------------------------------------- 40仿真参数的设置-------------------------------------------------------------------------- 42仿真结果----------------------------------------------------------------------------------- 43仿真分析----------------------------------------------------------------------------------- 45 结论 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 46 致谢 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 47 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------- 48 附件 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 491．绪论随着电力电子技术的迅猛发展，电力电子器件由早期的不可控二极管、半控型晶闸管，发展到后来的全控型器件POWER-MOSFET、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），到目前的IGCT（Integrated Gate Commutated Thyristors）和一体化的IPM （Intelligent Power Module），其开关频率逐步增大，功率等级不断提高，性能更加优异。
三相电压型PWM整流器空间矢量控制研究和仿真分析(精)
三相电压型ＰＷＭ整流器空间矢量控制研究和仿真分析■＜武汉通信指挥学院装备管理应用教研室王会涛■＜重庆通信学院卫星通信教研室邓军■＜宣化通信训练基地通信维护教研室姚彬摘要：以电压空间矢量控制的基本原理和概念为基础，结合Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件包构建了三相ＰＷＭ整流器空间矢量控制系统的仿真模型，并详细给出各模型的具体参数。
仿真结果显示，该方法简单，控制精度高，用于三相ＰＷＭ整流器中具有良好动、静态性能。
关键词：矢量控制；整流器；仿真１概述［１］传统的PWM控制技术多用于两电平电路的驱动控制，其主要方法是正弦脉宽调制（SPWM），调制波为正弦波，依靠三角载波和调制波的比较得出交点实施控制，其电压利用率低，谐波含量大。
而随着微处理器技术的发展和多电平电路的出现，涌现出很多新的控制方法像优化PWM方式、滞环电流控制方式、空间电压矢量控制方式等等。
其中，空间电压矢量控制通过合理地选择、安排开关状态的转换顺序和通断持续时间，改变多个脉冲宽度调制电压的波形宽度及其组合，达到较好的控制。
相对SPWM控制，具有电压利用率高、谐波含量小、大大改善了系统的静态和动态性能，具有结构简单、容易实现、控制精度高等特点。
本文采用空间矢量控制的控制策略，并对整流电路采用电压外环PI和电流内环PI控制相结合的方法，建立三相电压型PWM矢量控制方案的仿真模型，并对其进行分析研究。
图１三相电压型ＰＷＭ空间矢量控制方案图电源技术＜２００８年１１月６９２三相电压型ＰＷＭ整流器控制方案［２３４］图1为三相电压型PWM整流器空间矢量控制方案图。
它是由主电路和控制回路这两部分组成，其中，控制回路主要由输入电流和输出电压检测、坐标变换、PI 控制器和SVPWM脉冲产生等部分组成。
其原理如下：三相交流电通过三相电压型整流电路整流为稳定的直流电压。
同时，控制回路对主电路的输入电流和输出直流电压进行检测，一方面，将检测值与给定值进行比较后送入PI控制调节器，输出值与电流比较并将其输出送入PI控制器变为电压信号，再经坐标变换送入SVPWM脉冲产生单元，完成电压闭环控制；另一方面，将检测的输入电流经坐标变换与给定电流比较，送入PI控制器变为电压信号，再经坐标变换送入SVPWM脉冲产生单元，完成电流的闭环控制。
三相电压型PWM整流器系统建模及半实物仿真实现
（ ． ｃ ｏ ｌ ｆ ｎｏｍａ ｏ ｉｎ ｅ＆Ｅｎ ｉｅｒｎ 。 ｅ ｔ ｌ ｏ ｔ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｓａ ４１０ ２ ｈｎ １ Ｓ ｈ ｏ Ｉｆｒ ｔ ｎＳ ｅ ｃ ｏ ｉ ｃ ｇｎ ｅｉｇ Ｃ ｎｒ ｕｈＵｎｖ ｒｉ ，Ｃ ａ ｇｈ ０ ８ 。Ｃ ｉａ； ａＳ ｔ
维普资讯
第２ ９卷
第 ４期
电力机车与城轨车辆
Ｅｋｃ ｒｃ ｔｉ Ｌｏ ｏ ｔｖｅ ＆ Ｍ ａ ｓ ｒ ｍ ｉ ｃ ｍｏ ｉ ｓ ｓ Ｔ ａ ｔ Ｖｅ ｃ／ｓ ｈｉ ｅ Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ４ Nhomakorabea１２ ．
２０ ０ ６年 ７月 ２ 日 ０
Ｊ １２ ｔ ２ ０ ｕ． ０ｈ，０ ６
三 相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 系统 建 模 及 半 实 物仿 真 实现
刘菊香 － 余 明杨 １ ， ｚ ，
（． １ 中南大学 信 息科 学与工程 学院， 湖南 长 沙 ４ ０ ８ ； ． １０ ２ ２ 湖南铁道职业技术学院 ， 湖南 株洲 ４ ２ ０ ） １０ １ 摘 要： 提出三相电压型 Ｐ ＷＭ整流器 系统数 学模型算法 ， 分析不 同 Ｐ ＷＭ控制模式下 的整流器状态空 间方 程 。 实现
ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｏ ｓ ｎ ｅｈ ｒ ｗ ｒ ｏ ｔ ｌ ｒ ｅ ｕｒ ｅ ｎｓ ｎｔ ｔ ｇｔ ａｄ ａ ｅｃ ｎｒ ｌ ． ｅｉ ｈ ｏ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅＶＳ Ｐ Ｍ ； ｄ ｅｉ ｇ ａ ｄ ｒ ｐ ｓｍｕ ａ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ － ｈ Ｒ Ｗ ｈ ｓ ｍｏ ｌ ；ｈ ｒ ｗａｅｉ ｌ ｉ ｌ ｔ ｎ ｎ ｎｏ ｉ
２ Ｈ ｎ ｎＲ ｉ ａ ｒｆ ｓ ｎ ｌ ｅ ｈ ｏｏｙＣ ｌ ｇ ， ｈ ｚ ｏ １ ０ １ Ｃ ｉａ ． ｕ ａ ａ ｗ ｙ ｏ ｓｉ ａ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｅｅ Ｚ ｈ ｕ ４ ２ ０ ， ｈ ） ｌ Ｐ ｅ ｏ Ｔ ｌ ｎ ｎ
三相电压型PWM整流器设计与仿真
三相电压型PWM整流器设计与仿真1 绪论随着功率半导体器件技术的进步，电力电子变流装置技术得到了快速发展，出现了以脉宽调制（PWM）控制为基础的各种变流装置，如变频器、逆变电源，高频开关电源以及各类特种变流器等，电力电子装置在国民经济各领域取得了广泛的应用，但是这些装置的使用会对电网造成严重的谐波污染问题。
传统的整流方式会无论是二极管不控整流还是晶闸管相控整流电路能量均不能双向传递，不仅降低能源的利用率还会增加一定的污染，主要缺点是：1）无功功率的增加造成了装置功率因素降低，会导致损耗增加，降低电力装置的利用率等；2）谐波会引起系统内部相关器件的误动作，使得电能的计量出现误差，外部对信号产生严重干扰；3）传统的结构，能量只能单向流动，使得控制系统的能量利用率不高，不能起到节能减排的作用。
电网污染的日益严重引起了各国的高度重视，许多国家都已经制定了限制谐波的国家标准，国际电气电子工程师协会(IEEE)，国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。
国际电工学会于1988年对谐波标准IEC555-2进行了修正，欧洲制定IEC1000-3-2标准。
我国国家技术监督局也于1994年颁布了《电能质量公用电网谐》标准(GB/T 14549-93)，传统变流装置大多数已不符合这些新的标准，面临前所未有的挑战。
目前，抑制电力电子装置对电网污染的方法有两种：一是设置补偿装置。
通过对已知频率谐波进行补偿，这种方式适用于所有谐波源，但其缺点是只能对规定频率的谐波进行补偿，应用范围受限。
并且当受到电网阻抗特性或其他外界干扰，容易发生并联谐振，导致某些谐波被放大进而使滤波器过载或烧毁；而是对整流器装置本身性能进行改造，通过优化控制策略和参数设置，使网侧输入的电压和电流呈现接近于同相位的正弦波，实现单位功率因数运行即功率因数为1。
目前治理谐波和无功主要是采用功率因数校正技术(PFC技术)，由于PWM调制技术引入整流器中，使得整流器能够获得较好的直流电压并且实现网侧电流正弦化，PWM整流技术已经成为治理电网污染的主要技术手段。
电压型三相pwm仿真
4.2仿真模型及参数4.2.1系统参数的选取系统仿真参数的选取是系统仿真的重要环节，根据前面的理论分析具体参数选取如下三相对称电网线电压380v频率为50HZ交流侧输入电感电量选取为40mH直流侧电容2350uF，直流侧给定电压为650v，额定功率选取为12Kw阻性负载分别为和35Ω和20Ω，开关频率设置为15000Hz。
4.2.2系统模型的建立根据以上分析和参数设定，仿真总体结构图如图4-1所示，它由硬件电路模块和和软件控制模块组成两大部分组成，其中硬件电路模块又包含三相对称电网电源模块、交流侧电感模块、三相半桥桥臂模块、直流侧电容模块、负载模块等组成。
控制模块对整个控制系统至关重要，控制模块的优劣直接决定三相PWM整流器的整体性能，下面重点介绍控制模块及其内嵌的各个子模块。
图4-1仿真总体结构图1.控制模块的总体结构图如图4-2所示，封装在图4-1中黄色模块，其由三相电压型PWM整流器电压控制器模块、空间矢量模块和经过DQ变换的电流控制组成。
图4-2控制模块的总体结构图三相电压型PWM整流器电压控制模块：电压控制模块仿真图如图4-3所示，其封装在图4-2中绿色模块中。
所谓的电压控制模块即滑模控制计算单元，主要是实现滑模控制算法，其中直流侧电压u d、电流i0。
以及直流给定电压ud∗（ud∗=650v）作为输入量，而输出量则为限幅后的电流指令id∗。
图4-3三相电压型PWM整流器电控制模块空间矢量控制模块又由扇区判断模块、矢量作用时间计算模块、各矢量作用时间计算模块、运算转换以及时间饱和判断模块和PWM波形成单元模块组成。
其仿真结构图如图4-4所示，其封装在图4-2蓝色模块中。
主要作用是调制生成PWM波。
图4-4空间矢景控制模块扇区判断判断模块仿真图如图4-5所示，其封装在图4-4橙色模块中，主要作用是根据电伍指令对电压矢量所在扇区进行判断图4-5扇区判断模块各矢量作用时间计算模块仿真图如图4-6所示其封装在图4-4粉色模块中，其作用是对各个非零矢量的作用合成时间进行计算，并对相应矢量的作用时间T1,T2进行相应赋值。
三相电压型PWM整流器建模与仿真
Sk =
1 , 上桥臂导通, 下桥臂关断 0 , 上桥臂关断, 下桥臂导通
( k= a , b, c)
( 2) 因此可得出三相静止坐标系 ABC 下的开关函数 数学模型: d ia L = u a - R ia dt L d ib = u b - R ib dt sa + sb + s c U dc 3 s a + sb + sc 3 sa + sb + sc 3 Udc ( 3) U dc
收稿日期 : 2007 07 08 作者简介 : 梁锦泽 ( 1982 ) , 男 , 广东佛山人 , 广东工业大学硕士 研究生 , 从事电力电子与运动控制的研究 。
Sa Sb Sc -
d ic L = u c - R ic dt ( 1) C
dU dc U dc - E d = ia sa + ib sb + ic sc dt Rd 采用空间坐标变换方法, 将上述方程变换到两相 静止坐标系 中, 变换方程为 : ( 4) ub 3 3 0 uc 2 2 为方便有功功率和无功功率的独立控制, 再进一 u u 2 = 3 1 - 1 2 - 1 2 ua
图 2 三相电压型 P WM 整流器控制系统
器空间电压 ( 电流 ) 矢量切换来控制变流器的一种新 颖的控制策略。利用 dq 同步旋转坐标中电流调节器 输出的空间电压矢量指令 , 再采用 SVPWM 使 VSR 的 空间电压矢量跟踪电压矢量指令, 从而达到电流控制 的目的。 三相 VSR 不同开关组合时的交流侧电压可以用 一个模为 2u dc /3 的空间电压矢量在复 平面上表示出 来 , 由于三相 VSR 开关的有限组合, 因而其空间电压 矢量只有 8 条, 除 2 条零矢量外, 其余 6 条非零矢量对 称均匀分布在复平面上 , 如图 3 所示。当电流调节器 输出空间电压矢量指令后, 就可以由该矢量所在扇区 的相邻两个基本 VSR 空间电压矢量和零矢量合成。
电力电子系统建模与控制三相PWM整流器动态建模
侧三相线电压与直流侧电压的关系为
xab sa sb sab xbc sb sc vdc sbc vdc xca sc sa sca
第7章 三相PWM整流器动态建模
定义虚拟电流iab、ibc、ica，并满足
这样设计直流侧电压环就变得非常容易，可以将直流 侧对象近似为积分环节，然后将电压环校正成典型II系 统，也可以将电压环PI调节器的零点与直流侧对象的 极点对消，然后将电压环校正成典型I系统。
vref + Kv(τvs+1)/(τvs) idref 1/(Tsvs+1) id RLDd/(RLCs+1) vdc
ia=iab-ica ib=ibc-iab ic=ica-ibc iab+ ibc +ica=0
则有，ia- ib= iab-ica-（ibc-iab）=2 iab-（ica+ ibc）
=3iab， iab=（ia- ib）/3， 同理ibc=（ib- ic）/3，ica=（ic- ia）/3。
第7章 三相PWM整流器动态建模 由表5-1可得
第7章 三相PWM整流器动态建模
将τv设计成与RLC相等，则可将电压环校正成典型I
型系统。因此有 τv =RLC
第7章 三相PWM整流器动态建模
三相PWM整流器仿真系统中，交流侧滤波电感
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毕业设计建模教程[三相电压型PWM逆变电路建模与仿真毕业设计]本科毕业设计题目：三相电压型PWM逆变电路建模与仿真姓名学院信息与电气工程学院专业电气工程及其自动化年级学号指导教师20XX年X月X目录1引言22三相PWM逆变电路的相关理论背景22.1逆变22.2PWM控制的基本原理32.3三相电压型PWM逆变电路控制原理53三相电压型PWM逆变电路模型的建立过程73.1三相电压型PWM逆变电路的建立步骤及相关说明73.1.1建立模型窗口73.1.2建立逆变器主电路模型并设置相关参数73.1.3PWM发生器的模型建立及其设置113.1.4LC滤波器的建立与参数设置123.1.5主回路负载建立及设置153.1.6直流电源设置163.1.7设置相应的测量和输入模块163.1.8对逆变系统各模块进行电气连接174对模型进行仿真设置及调整分析174.1对所搭建好的模型进行仿真174.2对仿真结果的分析及其调整195结束语21参考文献21致谢22三相电压型PWM 逆变电路的建模与仿真摘要：本文在以MATLAB软件中的Simulink为工具的基础上，对三相电压型PWM逆变电路进行了仿真研究。
根据三相电压型PWM逆变电路及MATLAB的相关理论背景，重点对逆变器系统模型的搭建进行详细说明，最后对模型进行了仿真研究。
本文首先详细分析了三相电压型PWM逆变器的电路结构、逆变的工作原理及PWM控制方法；在此基础上利用MATLAB这一仿真工具，对模型系统的每一个具体模块的建立及其相关参数进行了设置，并对主电路的模块进行了单独说明，同时也详细说明了LC滤波模块的设置及其封装；之后进行整体的连接搭建；最后设置仿真参数实现了对三相电压型PWM逆变电路的仿真研究，优化模型性能，获得了完美成果。
关键词：三相电压型PWM逆变器；调制法；MATLAB；仿真Three-phasevoltagetypePWMinvertercircuitmodelingandsimulation Abstract:Inthispaper,basedonSimulinkintheMATLABsoftware tools,three-phasePWMinvertercircuitissimulated.Thetheoreticalbackgr oundofthethree-phasevoltagesourcePWMinvertercircuitandMATLABfocusesont hestructuresoftheinvertersystemmodeldescribedindetail,thefinalmodel,asimulationstudy.Thisarticlefirstdetaileda nalysisofthecircuitstructureofthethree-phasevoltagesourcePWMinverter,theinverterworksandPWMcon trolmethod.Onthisbasis,usingMATLABsimulationtoolforeach specificmoduleofthemodelsystemtoestablishitsrelevantpar ametersset,andthemaincircuitmoduleseparateinstructions, aswellasdetaileddescriptionoftheLCfiltermodulesettingsa ndtheirpackaging.overallconnectionstructures.setthesimu lationparametersforthree-phasevoltagetypePWMinvertercircuitsimulationtooptimizem odelperformance,getperfectresults.Keywords:three-phasePWMinverter;modulationmethod;ofMATLAB;simulation1引言众所周知，当今控制技术高速迅猛发展，随之带来的是对于控制理论和相关电力电子器材及系统模型的性能的高效率、高稳定可靠性的要求。
三相电压型PWM整流器仿真课程设计
第1章绪论1.1PWM整流器概述随着电力电子技术的发展，功率半导体开关器件性能不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关，如普通晶闸管(SCR)发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关．如双极型晶体管(BJT)、门极关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、集成门极换向晶闸管(IGcT)、电力场效应晶体管(MOSFET) 以及场控晶闸管(McT)等。
而20世纪90年代发展起来的智能型功率模块(IPM)则开创了功率半导体开关器件新的发展方向。
功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的迅速发展，出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各类变流装置，如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛应用。
但是，目前这些变流装置很大一部分需要整流环节以获得直流电压，由于常规整流环节广泛采用了二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路．因而对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。
治理这种电网“污染”最根本措施就是，要求变流装置实现网侧电流正弦化且运行于单位功率因数。
因此，作为电网主要“污染”源的整流器，首先受到了学术界的关注，并开展了大量研究工作。
其主要思路就是将PWM 技术引入整流器的控制之中，使整流器网侧电流正弦化且可运行于单位功率因数。
根据能量是否可双向流动，派生出两类不同拓扑结构的PWM整流器，即可逆PWM 整流器和不可逆PWM整流器。
本论文只讨论能量可双向流动的可逆PWM整流器及控制策略，以下所称PWM整流器均指可逆PWM整流器。
第2章PWM整流器的拓扑结构及工作原理2.1PWM整流器原理概述从电力电子技术发展来看，整流器是较早应用的一种AC／DC变换装置。
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(可关断功率开关)的发展历程。
传统的相控整流器，虽应用时间较长，技术也较成熟，且被广泛使用，但仍然存在以下问题：(1) 晶闸管换流引起网侧电压波形畸变；(2) 网侧谐波电流对电网产生谐波“污染”；．(3) 深控时网侧功率因数降低；(4) 闭环控制时动态响应相对较慢。
三相PWM整流电路的建模与仿真
一、基于 id iq 的控制系统 网侧 PWM 整流器的主要功能是保持直流母线电压的稳定， 输入电流正弦和 控制输入功率因数。 直流母线电压的稳定与否取决于交流侧与直流侧的有功功率 是否平衡。 如能有效地控制交流侧输入有功功率，则能保持直流母线电压的稳定
[1]
。 由于电网电压基本上恒定,所以对交流侧有功功率的控制实际上就是对输入电
流有功分量（ id ）的控制；输入功率因数的控制实际上就是对输入电流无功分量 （ iq ）的控制,而输入电流波形正弦与否主要与电流控制的有效性和调制方式有 关。由此可见,整个网侧 PWM 变换器的控制系统可以分为两个环节,一是电压外 环控制,另一个是电流内环控制。其控制框图如下：
图 控制框图 在现有网侧 PWM 变换器的各种控制方式中,电压外环控制器基本相同，差别主 要在电流内环控制器,电流内环的不同，会产生不同的有功电流指令，所以网侧 PWM 变换器的控制方式主要是按电流内环控制器来分类：电流开环控制和电流 闭环控制[2,3]。分别采用滞环电流和空间矢量技术进行 PWM 调制，如下：
化简为：
did 3 L w · L · i R · i · U q d max V d dt 2 Vdq diq Vq L w·L·id R·iq 0 dt
由上述由图可以看出：直接电流控制是一个双闭环控制系统，即电压外环和电流内 环。电压外环用来保持整流器的直流侧电压恒定；电流内环的作用主要是按电压 外环输出的电流指令进行电流控制，实现对单位功率因数的正弦波电流控制。
2、搭建仿真模型 （1）建立仿真模型
图 滞环电流控制PWM仿真模型 （2）系统主要参数
（2）、直流侧电压电流波形
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17
三相电压型 PWM 整流器建模与仿真
胡学芝 （黄石理工学院自动化系 湖北 435003）
摘 要：本文建立了三相电压型 PWM 整流器的数学模型，在此基础上，使用功能强大的 MATLAB/SIMULINK 软
件进行了仿真，仿真结果证明了方法的可行性。
关键词：整流器 脉宽调制 解耦控制 PI 调节器 Simulink
sb
cos(ωt
−120 0
)
+
sc
cos(ωt
−
240 0
)]
2 3
[−sa
sin
ωt
−
sb
sin(ωt
−120 0
)
−
sc
sin(ωt
−
240 0
)]
(7） 取新变量 hd,hq,作如下变换：
⎩⎨⎧hhqd
= usd = usq
− sdU dc − sdU dg
+ ωLiq + ωLid
(8)
将(8)代入(6)可得完全解耦的三相电压型 PWM 整流器模型：
Abstract: In this paper, a mathematical model of the three-phase voltage-source PWM rectifier is established. Based on the model, the simulation is performed with Matlab / Simulink. The results vertifies the feasibility of controlling solution. Keywords: rectifier; PWM; decoupling control; PI controller; Simulink
1 引言
2 PWM 整流器数学模型建立
近年来，谐波电流和无功功率对电力系统的污 染得到越来越多的关注。作为解决这一问题的途径 之一的能够实现高功率因数运行、提供正弦化低谐 波的输入电流、且谐波小、双向能量流动的 PWM 整流器已得到广泛的研究。本文依据 PWM 整流器 控制关系，建立了三相电压型 PWM 整流器在 a、b、 c 坐标系的数学模型，并经坐标变换得到了三相电 压型 PWM 整流器的 d、q 坐标系下的数学模型，并 使用 MATLAB 中的 SIMULINK 进行了仿真研究， 给出了仿真结果，仿真结果反映了 PWM 整流器的 实际工作状况，验证了该模型的正确性。
（5）
则对（1）式进行 park 变换[1][2]得 PWM 整流器 在 d-q 坐标系下方程：
耦的结构，此时，输入电压 q 轴分量为零，只有 d 轴分量。通常，希望三相电压型 PWM 整流器的 输入功率因数为 1，所以输入电流矢量应当与输入 电压矢量同方向，输入电流矢量也应当在 d 轴的正 方向，也就是令：
αβ
PI
U*d
ωt
C0
空间电 压矢量 PWM 调制
确定电压矢 量位置
ABC/dq
ia ibic
图 3 近似解耦的三相电压型 PWM 整流器控制框图
直流电压给定为650V
图 4 PWM 整流器的 SIMULINK 仿真图 负载突变，整流器由逆变转入整流
图 5 稳态时的整流波形
参考文献
[1] V.Blask and V.Kaura,. A new mathematical model and control of a three-phase ac-dc voltage source converter, IEEE Trans.Power Electron.v ol.12,pp.116-123,Jan.1997
其中 sa,sb,sc,分别表示三相桥臂的开关函数， 式(9)为完全解耦控制模型，其控制框图如图 2 示。
s=1 代表上管通，下管关；s=0 代表下管
通，上管关。对三相对称平衡且无中线系 i*d +
统有：
-
Ki Kp+ S
hd +
Sd
+
1/U0
+
⎩⎨⎧iuasa++ibu+sb
+ ic
u sc =0
- usa + R
L
o - usb +
R
L
- usc +
R
L
如图 1 所示为三相 PWM 整流器主电路拓扑结 构，可得三相静止坐标系 a,b,c 下的方程为：
⎧ ⎪u sa
⎪
⎪⎪u sb ⎨
⎪u ⎪
sc
= = =
L dia dt
L dib dt
L di c dt
+ + +
Ria Rib Ric
+ saudc + sbudc + scudc
[2] 陈伯时. 电力拖动自动控制系统. 北京：机械工业出版
图 6 整流器由逆变转入整流的波形 社，1992 [3] 陈坚. 电力电子学—电力电子变换和控制技术[M]. 北 京：高等教育出版社,2002 [4] 熊健等. 空间矢量脉宽调制的调制波分析. 电气自动 化，2002(3)：7-17
得 d-q 坐标系下的表示为：
（4）
Ki Kp+ S
hq
-
+
Sq 1/U0
+
-
ωLs
usd
usq
ωLs
id
iq
图 2 完全解耦的电流模型
3 仿真模型及仿真结果
图 2 示的完全解耦模型，其算法较为复杂，需 要知道的参数多，因而其控制性能受系统参数变化 的影响较大，鲁棒性差。实际的系统，采用近似解
⎩⎨⎧uusdsq==U0m
+U NO + U NO + U NO
⎪ ⎪⎩
c dudc dt
= saia
+ sbib
+ scic
− iL
（1）
ia Uao ib
idc iL
Ubo
+ udc
C
-
ic Uco
—————————
收稿日期：2005-04-25
图 1 三相 PWM 整流器主电路
N
18
船电技术 2005 年 第 6 期
⎡L ⎢⎣0
0⎤ L⎥⎦
P
⎡id ⎢⎣iq
⎤ ⎥ ⎦
=
⎡− R
⎢ ⎣
0
0⎤ − R⎥⎦
⎡id ⎢⎣iq
⎤ ⎥ ⎦
+
⎡1 ⎢⎣0
0⎤⎡id ⎤
1⎥⎦
⎢⎣iq
⎥ ⎦
(9)
i*q=0 在 dq 坐标系统下，输入电流矢量与电流输入 电压矢量同方向时，经过坐标变换，在 ABC 坐标 系下，三相输入电压就分别和三相输入电流同相 位，功率因数为 1。图 3 为不完全解耦的三相电压 型 PWM 整流器控制框图。 图 4 是按近似解耦方式建立的仿真模型，整流 器控制系统采用电压外环和电流内环的结构，并令 q 轴电流给定值为零，使功率因数为 1。系统仿真 参数为：输入三相交流 380V，输入电感 6mH， 输 出电容 470uF， 负载电阻 50Ω。仿真结果如图 5， 图 6 示，（电容电压波形比例为 1：2），图 5 为稳态 时的整流波形，为稳态波形。图 6 是整流器由逆变 转入整流时的波形，为动态波形。
⎪⎧u sd ⎪⎪⎨u sq ⎪
=Um =0=
= L did dt
L diq + dt
+ Rid − ωLiq + sd udc Ri q +ωLid + squdc
（6）
⎪⎪⎩iL
= −c dudc dt
+
3 2
sd id
+
3 2
sqiq
其中：
⎧ ⎪
s
d
⎨
⎪s ⎩
q
= =
2 3
[sa
cos ωt
+
中图分类号： TM461
文献标识码：A
Matlab-Based Modelling and Simulation of Three-Phase Voltage-Source PWM Rectifier
Hu Xuezhi
(Huangshi Institute of Technology, Hubei 435003 , China)
4 结论
本文将matlab/simulink应用于PWM整流器的建 模和仿真，仿真结果反应了PWM整流器的动态和稳 态工状况，仿真波形理想，证实了模型的正确性， 为进一步实验研究提供了依据。
船电技术 2005 年 第 6 期
19
UO
U
∗ O
iq∗ = 0
PI
i d∗
iq
id
输出电压检测
PI
U*q
dq/
=
0
所以有：
（2） i*q + -
U NO
=
1 3 (sa
+ sb
+ sc )udc
（3）
采用空间坐标变换概念，进行坐标变
换。以输入电压矢量的位置为 d 轴正方向， 即取三相输入电压为：
⎧u ⎪
sa
⎨u sb
=Um =Um
cos ωt cos(ωt
−120o )
⎪⎩usc = U m cos(ωt − 2400 )