三相电压型PWM整流器及仿真
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。
基于Matlab的三相电压型PWM整流器的仿真研究
校正。它具有结构简单，能实现能量双向流动 ，响应速度快等优点。以 Ｐ ＷＭ 整流取代了不控整流或相控 整流 ，从 而使得 Ｐ ＷＭ 整流 器具 有 了网侧 电流正 弦控制 、网侧 功率 因数控 制 、电能 双 向流动及 较快 的动 态 控 制响应等 优 良性 能 。 本文在研究基于空间矢量调制的算法基础上 ，设计了三相电压型 Ｐ ＷＭ 整流器控制系统 ， 并通过仿真
投影就 是对称 的三相 正弦量 。 扇 区的选择 。如果 ，＞ ． ０，令 ａ ｌ ＝， 否则 口 ０ ＝ ；如果 Ｖ ＞０，令 ｂ ｌ ＝， 否则 ６ ｏ ＝ ；如果
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否则 ｃＯ 则使 ＝ ＋ × ＋４ ｃ 即为空间电压矢量所在的扇 区， ＝。 口 ２ｂ × ， 对应关系如表 １ 所示 。 整流器控制信
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三相电压型PWM整流器差值SVPWM算法的仿真研究
１ 三 相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整流 器 的数 学模 型
三相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流器 主电路 拓扑 结构 如 图 １ 所示 。 根据 电压 、 电流 基 尔霍 夫 定 律 可 以得 到 三 相 静止 坐标 系 （ 口 ， ｂ ， ） 中 的数 学方 程 为 ：
引 言
采用 Ｐ Ｒ调节 器 直接对 正 弦 电流信 号进行 控 制 ， 不需 要进 行 预测 量计 算 ， 在开关 频率 不高 的情 况下 可 以 实 现三 相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整流 器 良好 的稳 态 和动 态性 能 。 此外 ， 采用 了差值 Ｓ ＶＰ ＷＭ 算 法 ， 该 方法 简化 了传统 Ｓ ＶＰ ＷＭ 算 法 ， 在 每个 控 制周 期 内计 算三 相 电压 差值 得到 基本 空 间矢量 的作 用 时间 ， 避免 了坐 标 变换 、 三 角
摘要 ： 建立 了三相电压型 Ｐ ＷＭ 整流器的数学模型 ， 控 制 系统 采 用
坐 标 系下 的 比例 谐 振 双 闭环 控 制 策 略 ， 实 现 了 交 流 电流
信号无静差跟踪指令值 。 采用 差值 Ｓ ＶＰ ＷＭ 算法在每个控制周期 内计算三相 电压差值得到基本空间矢量的作用时间 ， 避免 了
２ 比例 谐 振 双 闭环 控 制策 略
＝相 电 压 犁 ＰＷ Ｍ 罄 流 器 丰 电 路 拓 扑 结 构 及 比例 谐 振 双 闭 环 控 制 系 统 框 图 如 图 ２所 示 。
三 相 电压 型 Ｐ Ｗ Ｍ
电流 内环 组成 。电压外环 通 过 Ｐ Ｉ 调节 产 出指令 电流 ， 将 两 相 同步旋转 坐标 系 中的指
式 中， 。 ， ， Ｓ 分 别 为三相 桥臂 的开 关 函数 。 当开关 函数值 均为 １时 ， 对应 桥臂 的上 桥臂 开关管 导通 ， 下桥 臂 开关 管关 断 ； 当开关 函数 值 均为 ０时 ， 对应 桥臂 的下 桥臂 开关 管导通 ， 上 桥臂 开关 管关断 。 式（ １ ） 是 建 立在 三相 静 止 坐标 系 中的高 频 数学 模 型 ， 通 过变换 矩 阵式 （ ２ ） 可 以将 三 相静 止 坐标 系变 换 到
基于PSCAD的三相电压型PWM整流器研究与仿真
基于PSCAD 的三相电压型PWM 整流器研究与仿真郑诗程1，黄加虎21)安徽工业大学电气信息学院，马鞍山 243032 2) 安徽工业大学电气信息学院，马鞍山 2430321)Email ：***************.cn 2) Email ：***************摘要：分析了电压型PWM 整流器的双闭环解耦控制原理。
针对PI 控制条件下电网扰动与负载扰动对直流侧电压动态波形影响较大的特点，引入了带负载电流前馈的控制方案，有效的提高了系统抗干扰性能。
最后，在PSCAD 仿真环境下，建立了系统的仿真模型，进行了仿真分析和研究，验证了方案的正确性和可行性。
关键词：PWM 整流器，双闭环，负载扰动，电网扰动，负载前馈，PSCAD 仿真1. 引言随着电力电子技术的发展，PWM 整流器技术已经日趋成熟，相较于二极管不可控整流与晶闸管的半控整流，电压型PWM 整流器具有网侧电流低谐波、单位功率因数、能量双向流动及恒定直流电压控制等优点，日益引起人们的关注。
现已开始被广泛应用于单位功率因数整流、工业直流电源、交流传动等工业领域，又由于其网侧呈现为电流源特性，故还常常被扩展到电能质量与可再生能源发电方面等方面[1]。
然而在PWM 整流器的应用过程中，负载变化一般较为剧烈，电网有时也会发生电压波动，这都会影响到直流侧电压，使其动态过程发生较大偏差，不利于系统稳定运行。
文中在原有的电压电流双闭环的基础上添加了负载电流前馈控制技术，并在PSCAD/EMTDC 环境下进行了仿真研究，结果证明整流器的抗负载和电网电压扰动能力有了很好的改善。
2. 三相PWM整流器的数学模型图1 VSR 主电路拓扑三相电压型PWM 整流器的拓扑结构如上图所示。
为描述能量的双向传输，直流侧负载通常由R L 和直流电动势e L 串联表示。
为分析方便，首先定义单极性二值开关函数S k (k=a,b,c)，当S k =1时，表示上桥臂导通，下桥臂关断，当S k =0时表示下桥臂导通，上桥臂关断，由VSR 拓扑可得：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++−=−−=+−−=+−−=+−++=)(31000c b a dc N N c dc c c S c S N b dc b b S bSN a dc a a S a S dc c c b b a a udcs s s u u us u e i R dt di L u s u e i R dtdi L u s u e i R dt diL i s i s i s i dt d C （1） 尽管在（a，b，c）三相静止坐标系下数学模型直观，具有物理意义清晰的特点，但交流侧为时变交流量不利于控制系统的设计，故需要通过坐标变换将其转化为以电网电压基波频率同步旋转的DQ 坐标系，这样三相静止坐标系中的基波正旋量就转化为DQ 坐标系中的直流量，以达到简化控制系统设计的目的。
三相电压型PWM整流器主电路的设计与仿真
图 １ 三 相 电 压 型 Ｐ Ｍ 整 流 器 拓 扑 结 构 Ｗ
基 于开关 函数 的高频数 学模 型 ：
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一 一
。
（ 一
、
） ，
三 相 电 压 型 Ｐ Ｍ 整 流 器 （ ｏｔｇ—ｏ ｒｅ Ｗ ｖ ｌ ｅｓ ｕ ｃ ａ
Ｐ ＷＭ ｅｔ ｉｒ Ｒ 具 有结 构简单 、 ｒｃｉｅ ｆ ＶＳ ） 损耗 低 、 制方 控 便 等优点 ， 为 了 Ｐ 成 ＷＭ 整流 器研究 的重 点． 文首 本 先 介绍 了三 相 ＶＳ 的数学模 型 ，设 计 ， 后通 过 仿 最
［ 收稿 日期 ］２ １ — １ —３ ０１ １ Ｏ ［ 者 简 介 ］宋 东 波 （９ ７ ） 作 １ ８ 一 ，男 ， 徽 宿 州 人 ， 中科 技 大 学 硕 士 研 究 生 ， 究 方 向 为 电力 电子 在 电力 系统 中 的应 用 安 华 研
第 ２ ７卷 第 １ 期
宋 东波 等 三相 电 压 型 Ｐ Ｍ 整 流 器 主 电路 的 设 计 与 仿 真 Ｗ
由于传 统 的二 极管 不控整 流 和晶 闸管相控 整 流 电路造 成 了网侧功 率 因数低 、 流谐 波 含 量 高 等 问 电 题， 电能质量 和 电网危 害得 到了越来 越 多的重视 ． 抑 制 电力 电子 装置 向 电 网注 入谐 波 的方 式有 两 种 ： 一
种 是被 动 的 ， 即装设 谐 波补偿 装置来 补偿 谐波 ， 如有 源 电力 滤波 等 ； 一种 是主动 的 ， 另 即设计 输入 电流 为 正 弦 、 波含 量低 、 率 因数 高 的整 流装 置 ， 有 源 谐 功 如 功 率 因数校 正等． 功率 因数 是 衡 量 电能 有 效利 用 的 标 准之 一 ， 最初使 用感 性负 载带来 的无 功损耗 ， 从 到 后 来各 种非 线 性 整 流装 置 投 入 电 网 带 来 的谐 波 污
三相电压型PWM整流器与仿真资料
电力电子课程设计课程设计报告题目：三相电压型PWM整流器与仿真专业、班级：学生姓名：学号：指导教师：内容得分1、三相桥式电路的基本原理（10分）2、整流电路基本原理（10分）3、pwm控制的基本原理（10分4、三相电压型pwm整流电路仿真模型（30分）5、结果分析（30分）6、程序文件（10分）总分2015年 1 月6 日摘要：叙述了建立三相电压型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；PWM；simulink目录一任务书 (1)1.1 题目 (1)1.2 设计内容及要求 (1)1.3 报告要求 (1)二基础资料 (2)2.1 三相桥式电路的基本原理 (2)2.2 整流电路基本原理 (4)2.3 pwm控制的基本原理 (6)2.4 PWM整流器的发展现状 (6)三设计内容 (8)3.1 仿真模型 (8)3.2 各个元件参数 (11)3.3 仿真结果 (13)3.4 结果分析 (15)四总结 (15)五参考文献 (15)一任务书1.1 题目三相电压型PWM整流器仿真1.2 设计内容及要求设计三相电压型PWM整流器及其控制电路的主要参数，并使用MATLAB 软件搭建其仿真模型并验证。
设计要求(pwm整流器仿真模型参数):(1)交流电源电压600V，60HZ(2)短路电容30MVA(3)外接负载500kVar，1MW(4)变压器变比600/240V(5)0.05s前，直流负载200kw，直流电压500V，0.05s后，通过断路器并联一个相同大小的电阻。
1.3 报告要求(1)叙述三相桥式电路的基本原理(2)叙述整流电路基本原理(3)叙述pwm控制的基本原理(4)记录参数（截图）(5)记录仿真结果，分析滤波结果(6)撰写设计报告(7)提交程序源文件二基础资料2.1 三相桥式电路的基本原理在三相桥式电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。
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。
基于MATLAB的三相电压型PWM整流系统仿真
基于MATLAB的三相电压型PWM整流系统仿真刘念洲刘成浩（中国船舶重工集团公司第七一二研究所，武汉 430064）摘 要：本文介绍了三相电压PWM整流的基本原理，根据系统原理进行了控制系统的设计，用MATLAB7.0软件建立了系统的模型，仿真结果验证了系统设计的正确性。
关键词：PWM 整流MATLAB中图分类号：TM461 TP273 文献标识码：A 文章编号：1003-4862（2009）02-0043-04 Simulation of Three-phase Voltage-source PWMRectifier Based on MatlabLiu Nianzhou, Liu Chenghao（Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, CSIC, Wuhan 430064, China）Abstract:In this paper,the theory of three-phase voltage-source PWM rectifier is introduced, the control system is designed with the theory. The model of VSR is built in MATLAB. The simulation result shows the design is correct.Key words：PWM; rectifier; MATLAB1 引言整流电路是最早出现的静止电力变换电路，但传统的二极管不控整流和晶闸管相控整流存在有谐波分量大和在深度相控状态时装置的功率因数低的缺点。
三相PWM整流器可获得单位功率因数非常接近正弦的输入电流和较快的动态响应，目前已经成为了研究的热点。
本文重点根据三相电压型PWM整流器的原理和特点，设计了相应的控制策略，并采用MATLAB7.0软件搭建了相应的仿真平台，取得了较好的仿真结果。
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。
三相电压型PWM整流器直接功率控制仿真研究
ｆＰ。“。
【ｑ ＝“ ｉ口一 “口ｉ
（５）
由基 尔 霍 夫 电压 定 律可 得 三 相 电压 型 ＰＷＭ 整
其 中 Ｐ为 电源 瞬 时 有 功 功 率 ，ｑ为 瞬 时 无 功 功
流器 的数 学模 型 为 ：
率。Ｐ＝￣／３／２Ｕ ｉ ，ｑ＝一Ｕ３／２Ｕ ｉ８，Ｕ 为电源相
删。
ｄｉｂ ￡
摘 要 ：分 析了三相 ＰＷＭ整流器 的工作原理 ，介绍 了基 于定频 电压空间矢量调制的直接功率控制方法 ，建立
Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下的仿真模型 ，对 系统进 行 了仿真 分析 。仿 真结果 表 明该方 法实 现 了输 入 电流 正弦 化 ，
单 位功率因数整流 ，具有 良好的动态和稳态性能 。
（ＳＶＭ）ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｆｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｙ Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍ—
ｕｌｉｎｋ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｎｐｕｔ ｓｉｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｕｎｉｔｙ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ａｒｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎｄ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｐｏｗｅｒ；ｄｉｒｅｃｔ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｐａｃｅ ｖｅｃｔｏｒ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
本 文 以三 相 电压 型 ＰＷＭ 整 流 器 为 研 究 对 象 ， 分 析 ＰＷＭ 整 流器 的 工作 原 理 ，采 用 基 于 电 压 空 间 矢 量调 制 的直接 功 率 控 制 （ＤＰＣ）方 法 ，建 立 了仿 真 模型 ，仿真结果表 明该方法可实现输入电流正弦化 ， 单位功率因数整流 ，具有 良好的动态和稳态性能。
三相电压型PWM整流器双闭环系统设计与仿真(精)
ｅｖ（９）Ｔｖ＝４Ｔｅｖ
４三相ＶＳＲ控制系统分析与仿真
运用ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真软件对系统进行仿真分析，
并且验证上述双闭环系统调节器整定方法的可行性。
根据上述双闭环系统调节器的整定方法可分别算出电流内环以及电压外环调节器参数，并由此可对系统进行仿真分析。
图６中的响应曲线为“模最佳”电压外环整定曲线与典型Ⅱ系统整定曲线的对比。由图中可看出，由“模最佳”整定法设计调节系统不仅具有良好的抗扰动性能，而且较快的动态响应速度。
［３］ＧｒｅｇＨｏｇｌｕｎｄ，ＪａｍｅｓＢｕｔｌｅｒ．Ｒｏｏｔｋｉｔｓ：ＳｕｂｖｅｒｔｉｎｇｔｈｅＷｉｎｄｏｗｓｋｅｒｎｅｌ［Ｍ］．ＡｄｄｉｓｏｎＷｅｓｌｅｙＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ，２００５
［４］ＪｅｆｆｒｅｙＲ．ＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒＭｉｃｒｏｓｏｆｔＷｉｎｄｏｗｓ［Ｍ］．ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＰｒｅｓｓ，１９９９．
通过仿真试验可看出三相电压型pwm整流器电压内环采用典型i型系统调节方式进行的调节器参数整定对系统电模最佳整定法得流具有较快的跟踪能力而电压外环通过到的系统响应不仅能够满足系统设计要求而且相比采用典型i阶系统整定法得到的调节系统具有更良好的抗扰动性能动态响应速度也得到了明显的改善
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博士・专家论坛
式中，Ｋｉｐ、——电流内环比例调节增益和积分调节增益ＫｉＩ—
１引言
由于全控器件的不连续性以及系统模型的电流耦合性，
给系统设计带来了困难。因此，本文根据文献［１］中所提到的前馈解耦控制策略，首先对三相电压型ＰＷＭ整流器（ＶＳＲ）进行解耦，得到ｄｑ旋转坐标系中的电流解耦模型。
其次，三相ＶＳＲ系统的控制有多种方式，其中双闭环控制系统由于控制结构简单、控制性能优良等优点被广泛采用。因此，本文根据三相ＶＳＲ系统设计要求，提出了较为可行的双闭环系统设计方案并进行仿真验证。
基于三电平的三相电压型PWM整流器仿真
Ｈａ ｂ ｎ １ ０ ４０， ｉ ａ；２． ｈｏ ｌｏ ｅ ｔｉ ＆ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｒ ｉ ５ ０ Ｃｈ ｎ Ｓｃ ｏ ｆＥｌｃｒｃ ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｈａ ｂ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＳ ｉ ｎ ｅ ｒ ｉ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｃ ｅ ｃ ｙ
说 明 ， 系统 具 有 功 率 因数 高 、 态 性 能 好 等 特 点 ． 该 动 关键词 ： 电平； 三 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 ； 耦 ； 真 解 仿 中图 分 类 号 ：Ｍ３ １ Ｔ ０ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２— ９６ ２ １ ）６— ７９— ６ １７ ０ ４ （０ ０ ０ ０ ２ ０
摘 要 ： 分 析 三 相 三 电平 电压 型 Ｐ 在 ＷＭ 整 流 器主 电路 拓 扑 结 构 的 基 础 上 ， 出 了其 在 旋 转 ｄ ｑ坐标 得 、
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
一种三相电压型PWM整流器控制方法仿真
２ 三相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 主 电路 拓
扑 与数 学模 型
三相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器主 电路 拓扑结 构 如 图
获得较好动态性能， 但需要高精确度 的电流传感器 ，
而且传统 的 电流 滞环 控 制 开关 频 率 不 固定 ； 间接 电 流控制通 过控制 调制 电压 的 幅值及其 与 电源 电压 的
ｎｅ ｒｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ． ｅ ｉｇ ａ ｐ ｉａ ｉｎｓ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｃ ｆｅ ； ｅ ｉ ｒ ｔ ｒ ＰＷ Ｍ ； ｏ ｒ ｆｃｏ ｉ ｐ ｗｅ ａ ｔ ｒ
相对 位移来 控 制输 出 直 流 电压 和 功 率 因数． 管 它 尽 动 态响应 稍慢 ， 且存在 瞬 态直流 电流偏 移 ， 但其具 有
ｓ ｉ ｈ ｗ ａ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｍｅ ｏ Ｓ ｆａ ｉ ｌ ｕｔ ｓ ｏ ｔ ｔｔ ｏ ｔｏ ｔ ｄ ｉ ｅ ｓｂ ｅ．ｈ ｓ ａ ｓｍｐ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｌ ｓｒ ｔ ｒ ｎ ｅ ｓ ｍｅ ｓ ｒｎ ａ ａ ｌｓ， ｓ ｈ ｈ ｈ ａ ｉ ｌ ｏ ｔｏｌｂ ｅ ｔｕｃｕ ｅ ａ ｄ ｌ ｓ ａ ｕ ｇ ｖ ｉ ｂ ｅ ｉ ｌ ｄ ｅ ｎ’ ｅ ｄ ｃ ｒｅ ｔｓ ｎ ｏ ｓ，ｈ ｓａ ｌｗ ｏ ｔ ｏ ｓ ｔｎ ｅ ｕ ｒ ｎ ｅ ｓ ｒ ａ ｏ ｃ ｓ ，ｂｅｎ ａ ｙ ｔ ｅ ｉ ｌｍｅ ｅ ｎ ａ ｈｅ ｐ ａ ｔ ａ ａ ｕ ｏ ｎ ｉ ｉ ｇ ｅ ｓ ｏ ｂ ｍｐ ｅ ｎｔｄ ａ ｄ ｈ ｓ ｔ ｒ ｃｉ ｌｖ ｌ ｅ ｆｒ ｅ ｇ— ｃ
定， 低谐波输入电流， 高功率因数等优点 ， 被广泛应 用 于单位 功率 因数整流 、 源滤波 及无功 补偿 、 有 交流
传动等 系统 中．ＷＭ 整流 器的控 制实 际上 是对交 流 Ｐ 侧 电流的控制 ， 实现 的方案 有 电流 直接 控 制 和 间接 控制两种 ¨ ． ｊ电流 直 接 控 制 能 实 现 电 流 迅 速 调 节 ，
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。
三相电压源型SPWM整流器标幺值换算及仿真
摘 要： 在 三相 电压源型 Ｓ Ｐ ＷＭ整流器优化设计的研 究中， 利用标 幺值换算的方法可 以解决 三相电压源 型 Ｓ Ｐ ＷＭ 整流器在大
功率应用工况时 的复杂计算问题。由于测量点 电量大 ， 造成测量不准确。为此 ， 以整流变压器 阀侧额定值 为基 准 ， 研究 了采 用直接 电流控制策略时单位功率因数 工况下 系统参数 的标 幺值设计问题 ， 给出了按照标 幺值换算后各系统设计参 数的修正 公式， 说 明了整流变压器不同联接组别对 整流器设定值 的影响 ， 通过仿真对该标幺值换算 的方法进行 了验证 ， 为设备在较大 功率应用要求时 的标 幺值设计提供了系统的理论依据和工程设计方法。 关键 词： 三相 电压源型整流器 ； 正弦波脉宽调制 ； 标 幺值 ； 仿真
ｏ ｄ ｗ ａ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｖ ｌｖ ａ ｅ ｓ ｉ ｄ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ ａ ｉ ｍｅ ｄ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｉ ｔ ｙ — ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ
ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ ｗ ｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．Ａｔ ｌ ａ ｓ ｔ ，ｔ ｈ ｅ Ｐ ． ｎ ．ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｗｅ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｅ ｄ ｂ ｙ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｖ ｅ ｉｆ ｒ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｉ ｃ Ｐ ． ｕ ．ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｅ ａ ｎ ｓ ｃ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ －ｐ ｈ ｓｅ ａ ｓ
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三相电压型PWM整流器及仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力电子课程设计课程设计报告题目：三相电压型PWM整流器与仿真专业、班级：学生姓名：学号：指导教师：2015年 1 月 6 日内容得分1、三相桥式电路的基本原理（10分）2、整流电路基本原理（10分）3、pwm控制的基本原理（10分4、三相电压型pwm整流电路仿真模型（30分）5、结果分析（30分）6、程序文件（10分）总分摘要：叙述了建立三相电压型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；PWM；simulink目录一任务书 (1)1.1 题目 (1)1.2 设计内容及要求 (1)1.3 报告要求 (1)二基础资料 (2)2.1 三相桥式电路的基本原理 (2)2.2 整流电路基本原理 (4)2.3 pwm控制的基本原理 (6)2.4 PWM整流器的发展现状 (6)三设计内容 (8)3.1 仿真模型 (8)3.2 各个元件参数 (11)3.3 仿真结果 (13)3.4 结果分析 (15)四总结 (15)五参考文献 (15)一任务书1.1 题目三相电压型PWM整流器仿真1.2 设计内容及要求设计三相电压型PWM整流器及其控制电路的主要参数，并使用MATLAB软件搭建其仿真模型并验证。
设计要求(pwm整流器仿真模型参数):(1)交流电源电压600V，60HZ(2)短路电容30MVA(3)外接负载500kVar，1MW(4)变压器变比 600/240V(5)0.05s前，直流负载200kw，直流电压500V，0.05s后，通过断路器并联一个相同大小的电阻。
1.3 报告要求(1)叙述三相桥式电路的基本原理(2)叙述整流电路基本原理(3)叙述pwm控制的基本原理(4)记录参数（截图）(5)记录仿真结果，分析滤波结果(6)撰写设计报告(7)提交程序源文件二基础资料2.1 三相桥式电路的基本原理在三相桥式电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。
由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，因此整流电压为三相半波时的两倍。
很显然在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管要求的最大反向电压，可比三相半波线路中的晶闸管低一半。
为了分析方便，使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6，晶闸管是这样编号的：晶闸管KP1和KP4接a相，晶闸管KP3和KP6接b相，晶管KP5和KP2接c相。
晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。
为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律，分析输出波形的变化规则，下面研究几个特殊控制角，先分析α=0的情况，也就是在自然换相点触发换相时的情况。
图1是电路接线图为了分析方便起见，把一个周期等分6段（见图2）。
在第（1）段期间，a相电压最高，而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通，b 相电位最低，所以供阳极组的晶闸管KP6被触发导通。
这时电流由a相经KP1流向负载，再经KP6流入b相。
变压器a、b两相工作，共阴极组的a相电流为正，共阳极组的b相电流为负。
加在负载上的整流电压为ud=ua-ub=uab经过60°后进入第(2)段时期。
这时a相电位仍然最高，晶闸管KPl继续导通，但是c相电位却变成最低，当经过自然换相点时触发c相晶闸管KP2，电流即从b相换到c相，KP6承受反向电压而关断。
这时电流由a相流出经KPl、负载、KP2流回电源c相。
变压器a、c两相工作。
这时a相电流为正，c相电流为负。
在负载上的电压为ud=ua-uc=uac再经过60°，进入第(3)段时期。
这时b相电位最高，共阴极组在经过自然换相点时，触发导通晶闸管KP3，电流即从a相换到b相，c相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续导通。
此时变压器bc两相工作，在负载上的电压为ud=ub-uc=ubc余相依此类推。
2.2 整流电路基本原理整流电路分为半波整流、全波整流和桥式整流，下面依次介绍。
(1)半波整流半波整流电路是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B、整流二极管D 和负载电阻Rfz，组成。
变压器把市电电压(220V)变换为所需要的交变电压e2，D再把交流电变换为脉动直流电。
变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压。
在0~K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π~2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正；上端为负。
这是D承受反向电压，不导通，Rfz上无电压。
在2π~3π时间内，重复0~π时间的过程，而在3π~4π时间内，又重复π~2π时间的过程……这样反复下去，交流电的负半周就被“削”掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向的电压，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这周除去图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整流是以牺牲一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低，因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
(2)全波整流如果把整流电路的结构作一些调整，可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。
全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ，构成e2a 、D1、Rfz与e2b 、D2、Rfz ，两个通电回路。
全波整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波形图说明。
在0～π间内，e2a 对Dl为正向电压，D1 导通，在Rfz 上得到上正下负的电压；e2b 对D2为反向电压，D2 不导通。
在π-2π时间内，e2b 对D2为正向电压，D2导通，在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压；e2a 对D1为反向电压，D1 不导通。
带平衡电抗器的双反星型可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是将整流变压器的两组二次绕组都接成星形，但两组接到晶闸管的同名端相反；两组二次绕组的中性点通过平衡电控器LB连接在一起。
(3) 桥式整流桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。
这种电路，只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。
桥式整流电路的工作原理如下：e2为正半周是，对D1、D3加正向电压D1，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。
电路中构成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路，在Rfz ，上形成上正下负的半波整流电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。
电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。
如此重复下去，结果在Rfz ，上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。
三相桥式全控电路TR为三相整流变压器，其接线组别采用Y/Y-12。
VT1~VT6为晶闸管元件，FU1~FU6为快速熔断器。
TS为三相同步变压器，其接线组别采用△/Y-11。
P端为集成化六脉冲触发电路+24V电源输出端，接脉冲变压器一次绕组连接公共端。
P1~P6端为集成化六脉冲触发电路功放管V1~V6集电极输出端，分别接脉冲变压器一次绕组的另一端。
UC端为移相控制电压输入端。
三相桥式半控整流电路与三相桥式全控整流电路基本相同，仅将共阳极组VT4，VT6，VT2的晶闸管元件换成了VD4，VD6，VD2整流二极管，以构成三相桥式半控整流电路。
2.3 pwm控制的基本原理PWM又叫脉冲宽度调制，原理如下：PWM基本原理：控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。
也就是在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出平滑且低次谐波少。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
例如，把正弦半波波形分成N等份，就可把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于∏/n ，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列用同样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲序列代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦等分的中点重合，且使矩形脉冲和相应正弦部分面积（即冲量）相等，就得到一组脉冲序列，这就是PWM波形。
可以看出，各脉冲宽度是按正弦规律变化的。
根据冲量相等效果相同的原理，PWM波形和正弦半波是等效的。
对于正弦的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
在PWM波形中，各脉冲的幅值是相等的，要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可，因此在交－直－交变频器中，PWM 逆变电路输出的脉冲电压就是直流侧电压的幅值。
根据上述原理，在给出了正弦波频率，幅值和半个周期内的脉冲数后，PWM 波形各脉冲的宽度和间隔就可以准确计算出来。
按照计算结果控制电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形。
2.4 PWM整流器的发展现状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技术的应用与研究。
1982年Busse Alfred,Holtz Joachim 首先提出了基于可关断器件的三相全桥PWM整流器拓扑及其网侧电流幅相控制策略，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整流器拓扑的无功补偿器控制策略，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。
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。
随着研究的深人，基于PWM整流器拓扑结构及控制的拓展，相关的应用研究也发展起来，如有源滤波器、超导储能、交流传动、高压直流输电以及统一潮流控制等，这些应用技术的研究，又促进了PWM整流器及其控制技术的进步和完善。
这一时期PWM整流器的研究主要集中于以下几个方面:(1) PWM整流器的建模与分析;(2)电压型PWM整流器的电流控制;(3)主电路拓扑结构研究;(4)系统控制策略研究;(5)电流源型PWM整流器研究;当前主要的研究领域有如下五个方面:(1)关于PWM整流器的建模研究(2)关于电压型PWM整流器的电流控制策略研究(3)关于PWM整流器拓扑结构的研究(4) PWM整流器系统控制策略的研究随着PWM整流器及其控制策略研究的深入，研究人员相继提出了一些较为新颖的系统控制策略，分述如下:(1)无电网电动势传感器及无网侧电流传感器控制(2)基于Lyapunov稳定性理论的PWM整流器控制(3)PWM整流器的时间最优控制(4)电网不平衡条件下的PWM整流器控制三设计内容3.1 仿真模型三相电压型pwm整流电路仿真模型图3-1-1 DC regulator结构图3-1-2Controller结构图3-1-3 Anti-aliasing结构图3-1-4 DC Voltage Regulator结构图3-1-5Current Regulators结构图3-1-6 PID结构图3-1-73.2 各个元件参数交流电源电压、短路电容：图3-2-1外接负载：图3-2-2变压器变比：图3-2-33.3 仿真结果Ctrl_Signals仿真结果图3-3-1 Vab_VSC仿真结果图3-3-2Vdc仿真结果图3-3-3 Vala仿真结果图3-3-4 PQ仿真结果图3-3-53.4 结果分析由上图可以看出，0.05s前，仿真波形是类似正弦波，0.05s后，波形逐渐平稳，最后变成一条直线，可以得知，此整流器有整流的效果。