PWM整流器简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
E：输入电压矢量 VL：电感电压矢量 V：整流器交流侧电压矢量 I：输入电流矢量
PWM整流器工作原理
• 四象限运行
(a)
(b)
(c)
(a)：正电阻特性运行 (b)：纯电感特性运行 (c)：纯电容特性运行 (d)：负电阻特性运行
(d)
PWM整流器工作原理
• 四象限运行 通过控制整流器交流侧电压，就可以控制 输入电流，实现四象限运行。
PWM整流器简介
硬件部 2011-11-23
PWM整流器分类
半桥 单相 电压型 PWM整流器 电流型 三相 全桥 全桥 半桥
PWM整流器拓扑结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单相半桥
单相全桥
PWM整流器拓扑结构
三相半桥
PWM整流器拓扑结构
三相全桥
PWM整流器工作原理
• 交流侧矢量关系
E V VL VL LI
j=a, b, c
v jN (t ) s j vdc
idc (t ) ia (t )sa ib (t )sb ic (t )sc
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电流波形
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电压 由于直流侧电压idc(t)为PWM波形，因而直 流侧电压必然脉动，直流侧电容一方面旁 路了idc(t)的谐波分量，另一方面抑制了直流 电压的波动。直流回路的方程为
• IGBT参数设计 与三相逆变器一致 • LCL和母线电容参数设计
三相半桥整流器PWM分析
• 开关模式 三相半桥PWM整流器有三个桥臂，为了进 行PWM控制，需对三个桥臂施加幅值、频 率相等，相位互差120°的三相对称正弦波 调制信号。 每相桥臂有2种开关模式，即上桥臂导通或 下桥臂导通，因此三相共有8种开关模式。
三相半桥整流器PWM分析
• 开关函数
三相半桥整流器PWM分析
模式6(011)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式7(111)
模式8(000)
三相半桥整流器PWM分析
• 交流侧电压
电压方程：
v a 0 (t ) vaN (t ) vN 0 (t ) v b 0 (t ) vbN (t ) vN 0 (t ) v c 0 (t ) vcN (t ) vN 0 (t )
三相半桥整流器PWM分析
v a0 (t ) vb0 (t ) vc0 (t ) 0 vaN (t ) vbN (t ) vcN (t ) vN 0 (t ) 3 v jN (t ) s j vdc j=a, b, c 2 s a s b sc v a 0 (t ) vdc 3
i j (t ) 1 1 v ( t ) dt [e j (t ) v j 0 (t )]dt Lj L L
j=a, b, c
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电流 以单位功率因数，整流状态为例，由交、 直流侧功率平衡关系得
j a ,b , c
i (t )v
j
jN
(t ) idc (t )vdc
三相PWM整流的交流侧相电压在调制过程中取值±1/3vdc，±2/3vdc， 0
三相半桥整流器PWM分析
• 交流侧电压波形
三相半桥整流器PWM分析
• 电感两端电压
vLj (t ) e j (t ) v j 0 (t )
j=a, b, c
三相半桥整流器PWM分析
• 输入电流 输入电流为电感电压的积分
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式1(100)
模式2(010)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式3(110)
模式4(001)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式5(101)
dvdc (t ) vdc (t ) idc (t ) C dt RL
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电压波形 直流侧电流到直流侧电压的传递函数为一 阶惯性环节，惯性时间常数RLC取值越大， 直流侧电压脉动越小，波形如下
Vdc ( s) RL I dc ( s) 1 RLC
三相半桥整流器电路设计
PWM整流器工作原理
• 四象限运行
(a)
(b)
(c)
(a)：正电阻特性运行 (b)：纯电感特性运行 (c)：纯电容特性运行 (d)：负电阻特性运行
(d)
PWM整流器工作原理
• 四象限运行 通过控制整流器交流侧电压，就可以控制 输入电流，实现四象限运行。
PWM整流器简介
硬件部 2011-11-23
PWM整流器分类
半桥 单相 电压型 PWM整流器 电流型 三相 全桥 全桥 半桥
PWM整流器拓扑结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单相半桥
单相全桥
PWM整流器拓扑结构
三相半桥
PWM整流器拓扑结构
三相全桥
PWM整流器工作原理
• 交流侧矢量关系
E V VL VL LI
j=a, b, c
v jN (t ) s j vdc
idc (t ) ia (t )sa ib (t )sb ic (t )sc
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电流波形
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电压 由于直流侧电压idc(t)为PWM波形，因而直 流侧电压必然脉动，直流侧电容一方面旁 路了idc(t)的谐波分量，另一方面抑制了直流 电压的波动。直流回路的方程为
• IGBT参数设计 与三相逆变器一致 • LCL和母线电容参数设计
三相半桥整流器PWM分析
• 开关模式 三相半桥PWM整流器有三个桥臂，为了进 行PWM控制，需对三个桥臂施加幅值、频 率相等，相位互差120°的三相对称正弦波 调制信号。 每相桥臂有2种开关模式，即上桥臂导通或 下桥臂导通，因此三相共有8种开关模式。
三相半桥整流器PWM分析
• 开关函数
三相半桥整流器PWM分析
模式6(011)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式7(111)
模式8(000)
三相半桥整流器PWM分析
• 交流侧电压
电压方程：
v a 0 (t ) vaN (t ) vN 0 (t ) v b 0 (t ) vbN (t ) vN 0 (t ) v c 0 (t ) vcN (t ) vN 0 (t )
三相半桥整流器PWM分析
v a0 (t ) vb0 (t ) vc0 (t ) 0 vaN (t ) vbN (t ) vcN (t ) vN 0 (t ) 3 v jN (t ) s j vdc j=a, b, c 2 s a s b sc v a 0 (t ) vdc 3
i j (t ) 1 1 v ( t ) dt [e j (t ) v j 0 (t )]dt Lj L L
j=a, b, c
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电流 以单位功率因数，整流状态为例，由交、 直流侧功率平衡关系得
j a ,b , c
i (t )v
j
jN
(t ) idc (t )vdc
三相PWM整流的交流侧相电压在调制过程中取值±1/3vdc，±2/3vdc， 0
三相半桥整流器PWM分析
• 交流侧电压波形
三相半桥整流器PWM分析
• 电感两端电压
vLj (t ) e j (t ) v j 0 (t )
j=a, b, c
三相半桥整流器PWM分析
• 输入电流 输入电流为电感电压的积分
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式1(100)
模式2(010)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式3(110)
模式4(001)
三相半桥整流器PWM分析
• 不同开关模式的电流回路(ia>0,ib<0,ic>0)
模式5(101)
dvdc (t ) vdc (t ) idc (t ) C dt RL
三相半桥整流器PWM分析
• 直流侧电压波形 直流侧电流到直流侧电压的传递函数为一 阶惯性环节，惯性时间常数RLC取值越大， 直流侧电压脉动越小，波形如下
Vdc ( s) RL I dc ( s) 1 RLC
三相半桥整流器电路设计