PWM整流器

三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、三相PWM整流器的数学模型
随着PWM整流器技术的发展，已设计出多种PWM整流器。尽 管种类很多，但基本的分类方法就是将PWM整流器分类成电压 源型和电流源型两大类。 相对于电流源型PWM整流器而言，电压源型PWM整流器有较 快的响应速度，且易于实现，所以目前PWM整流器一般采用电 压源型PWM整流电路。 如图2-5所示的三相VSR三线六开关主电路拓扑结构。为了论述 方便，以下把这种整流器简称三相VSR。
二、PWM整流器研究现状
现在对控制技术的研究与发展是决定PWM整流器发展的关 键因素，为了使网侧电流波形能够很好地跟踪电压波形，网侧 电流的控制显得十分重要。 电压型PWM整流器网侧电流控制策略分为两类：一类是间接 电流控制策略；另一类是目前占主要地位的直接电流控制策略 。 间接电流控制实际上就是所谓的幅相电流控制。这种控制方 案稳定性不好，电流动态响应慢，对系统参数变化敏感，因此 它已逐步被直接电流控制策略所代替。 直接电流控制相对于间接电流控制有着快速电流响应和好的 鲁棒性。具体包括：基于静止坐标的P式。 在此基础上近些年还新提出了包括无电网电压传感器、基于 虚拟磁链定向以及结合这两种方法的控制方式。
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
三、PWM整流器的基本原理
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
四、三相PWM整流器的数学模型
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
四、三相PWM整流器的数学模型
三相电压型PWM整流器最显著的拓扑特征就是直流侧采用 电容进行直流储能，从而使它的直流侧呈低阻抗的电压源特性 ，同时在交流侧有一个电感，使它具有Boost AC/DC变换性能以 及交流侧受控电流源特性。
四、三相PWM整流器的数学模型
建立数学模型是深入分析和研究三相VSR的工作机理及动、静态特性 的重要手段。从低频和高频的角度，分别建立了三相VSR在三相静止坐标系 、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的低频模型和高频模型。 三相VSR低频模型是忽略与开关频率相关的高频谐波，基于整流器基波 分析得到的。通过整流器的低频模型，可以得出稳态时整流器的向量图，通 过几何图形可以清晰的表示出整流器的工作机理和各物理量之间的关系。 当整流器开关频率远高于电网基波频率时，为简化整流器的一般数学描 述，可忽略整流器开关函数描述模型中的高频分量，即只考虑其中的低频分 量，从而获得低频模型。此数学模型非常适合于控制系统的设计，并可直接 用于控制器设计。但是，由于这类模型略去了开关过程的高频分量，因而不 能进行精确的动态波形仿真。 三相VSR高频数学模型是基于开关函数建立的，适合于整流器的波形仿 真。而高频数学模型包含了开关过程的高频分量，很难用于指导控制器的设 计。
能源储量相对薄弱、单位生产值的能耗 较高；GDP总量占全球GDP总量7.3%；能耗 占全球年能耗总量的18%。
我国全社会能耗结构对比
降低工业能耗具有实质意义
一、为何引入PWM整流器
实用的整流电路几乎都是晶闸管整流或二极管整流。 晶闸管相控整流电路：输入电流滞后于电压，且其中谐 波分量大，因此功率因数很低。
二、PWM整流器研究现状
PWM整流对电网不产生谐波污染，因而是一种真正意义上的 绿色环保电力电子装置。经过几十年的研究和发展，PWM整流 器技术己日趋成熟。 PWM整流器主电路己从早期的半控型器件桥路发展到如今 的全控型器件桥路； 其拓扑结构己从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓 扑电路； PWM开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制；
PWM整流器
内容概要
为何引入PWM整流器 PWM整流器研究现状
PWM整流器的基本原理
三相PWM整流器的数学模型 三相PWM整流器的控制算法
一、为何引入PWM整流器
能源安全形势严峻 工业领域占全社会总耗能 67%，节能减排使命重大；在 我国工业领域的终端耗能设备 中，70%都是电动机。
中国能源经济指标在全球中的比重
对三相VSR的原理和建模的分析表明，在其工作时，能在稳定直流侧电压 的同时，实现其交流侧在受控功率因数（如单位功率因数）条件下的正弦波 电流控制。 三相VSR网侧电流控制策略分为两类：一类是间接电流控制策略；另一类 是目前占主要地位的直接电流控制策略。 间接电流控制实际上就是所谓的幅相电流控制。这种控制方案稳定性不好 ，电流动态响应慢，对系统参数变化敏感，因此它已逐步被直接电流控制策 略所代替。 直接电流控制相对于间接电流控制有着快速电流响应和良好的鲁棒性。具 体包括：基于静止坐标的PI调节，基于同步旋转坐标的PI调节以及直接功率 控制方式。 在此基础上近些年还提出了包括无电网电压传感器、基于虚拟磁链定向以 及结合这两种方法的控制方式。讨论空间矢量定向的双闭环直接电流控制方 式。
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
五、三相PWM整流器的控制算法
功率等级从千瓦级发展到兆瓦级。
二、PWM整流器研究现状
在中大功率场合特别是需要能量双向传递的场合中，PWM整 流电路具有非常广泛的应用前景。而随着IGBT等新型电力半导 体开关器件的出现和PWM调制技术的发展，极大地促进了 PWM整流电路的发展，并使之进入了实用化阶段。 目前已经应用于有源滤波器、超导储能、交流传动、高压直 流输电以及统一潮流控制等方面。 在我国，PWM整流电路的研究仍处于起步阶段，有关PWM 整流电路的研究主要以理论和实验研究为主，虽然取得了一定 进展，但是还不够完善。
二极管整流电路：虽位移因数接近 1 ，但输入电流中谐 波分量很大，所以功率因数也很低。
对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”
一、为何引入PWM整流器
自从 PWM 控制用于改善整流器输入波形以来， PWM 整 流器（有源前端 AFE）以其优越的性能逐渐成为研究热 点。
采用有源前端可以在改善网侧输入波形的同时进行任意 的功率因数控制，进而实现能量的双向流动，彻底屏除 了二极管不控整流造成能量单向流动的弊端。 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。 控制PWM整流电路，使其输入电流非常接近正弦波，且 和输入电压同相位，功率因数近似为 1 ，也称单位功率 因数变流器，或高功率因数整流器。