（电力电子与电力传动专业论文）三点式四象限脉冲整流器控制策略研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l i 页 a b s 。l r a c i p u l s er e c t i f i e ri so n eo ft h em a i nc o m p o n e n t so ft h ea cd r i v es y s t e m f o rt h ea d v a n t a g eo fa d j u s t a b l ep o w e rf a c t o r ，c o n s t a n tv o l t a g ea n d b i d i r e c t i o n a lp o w e rf l o w t h r e e 一1 e v e lt o p o l o g yg e tm o r ea n dm o r e a t t e n t i o ni nl a r g e c a p a c i t yh i g h v o l t a g ep o w e rt r a n s f o r mp l a c e sb e c a u s e o fi t sl o w e rs w i t c h i n gf r e q u e n c ya n dh a r m o n i cd i s t o r t i o nr a t e s ，a n d s m a lle rf e a t u r e s at h r e e - 1 e v e ln e u t r a lp o i n tc l a m p i n g ( n p c ) r e c t i f i e rw a su s e da st h e r e s e a r c ho b j e c t i nt h i sp a p e r ，s t r u c t u r ea n dw o r k i n gp r i n c i p l eo f p u l s e r e c t i f i e ra r eg i v e n ，a n dg i v e sam i n u t es t u d yo nt h ec o n t r o ls t r a t e g y i n c l u d ei n d i r e c tc u r r e n tc o n t r o l ，h y s t e r e s i sc u r r e n tc o n t r o l ，t r a n s i e n t c u r r e n tc o n t r o la n dp r e d i c t i v ec o n t r 0 1 a n df u r t h c r m o r e t h es i m u l a t i o nm o d e l f o ra na p p l i c a t i o ne x a m p l ei sd e s i g n e di nm a t l a b s i m u l i n ke n v i r o n m e n t t h e d e e p e r t h e o r e t i c a lr e s e a r c ha n ds i m u l a t i o na n a l y s i so ft h e t h r e e - 1 e v e rd i o d e c 1 a m pp u l s er e c t i f i e rp r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o r t h ep h y sic se x p e r i m e n t si nt h en e x ts t e p a i m i n ga tn e u t r a lp o i n ts h i f tp r o b l e mo ft h r e e l e v e ln e u t r a lp o i n t c l a m p i n gr e c t i f i e r ，a ne f f e c t i v ec o n t r o ls c h e m ei sp r e s e n t e d t h ea u t h o r d e v e l o p e dh i so w nc l u e so ft h i n k i n g ，v i e w p o i n t s ，a n da p p r o a c h e st h a ta r e b a s e do nt h er e s e a r c ho ft h er e l a t i o nb e t w e e ni n t e r m e d i a t ec a p a c i t ya n d t h es e c o n d a r yh a r m o nics u p p r e s sio n t h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ew h o l es y s t e mc a na c h i e v ec l o s e t ou n it y p o w e rf a c t o r 、t h et h d1e s st h a n2 a n dc o n s t a n to u t p u t v o lt a g e ，t h et r a n sie n tc u r r e n tc o n t r o ls t r a t e g yo f f e r sg o o dc o n t r o l e f f e c t sa n dr e l i a b i l i t y t h en e u t r a lp o i n tv o l t a g ec o n t r o li sf a s ta n d e f f e c t i v ea n dt h et h r e e 一1 e v e lt o p o l o g yc a nr e d u c et h et h dc o m p a r e dw i t h t h et w o l e v e l t o p o l o g y s ot h e d e s i g n e d c o n t r o ls t r a t e g yo ft h e t h r e e l e v e l t o p o l o g y p u l s er e c t i f i e rh a v e p e r f e c tc o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c e sa n ds u i t a b l ef o rr e c t i f i c a t i o no f a cd r i v es y s t e m k e yw o r d s ：p u ls er e c t i f i e r ，t h r e e l e v e l ， n e u t r a l p o i n tb a l a n c i n g ，t h es e c o n d a r y c u r r e n tc o n t r o ls t r a t e g y ， h a r m o n i c 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密函使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ) 学位论文作者签名：砷司良楚、 日期：2 - j p 易，2 指导老师签名：奖乖坛 日期：扮g f 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1 针对三点式脉冲整流器中点漂移问题，提出采用根据功率流向和电容电 压差生成调制偏压的中点电位平衡控制措施； 2 针对取消二次滤波支路的三点式脉冲整流器，提出通过适当增大的支撑 电容值来抑制二次谐波，并给出仿真数据； 3 所设计的瞬态电流控制系统，表现出优良的控制性能，完全达到设计要 求。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 基于三点式脉冲整流器研究的背景和意义 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( s c r ) 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( b j t ) 、门极关断晶闸管( g t o ) 、 绝缘栅双极型晶体管( i g b t ) 、集成门极换向晶闸管( i g c t ) 、功率场效应晶体管 ( m o s f e t ) 以及场控晶闸管( m c t ) 等。而2 0 世纪9 0 年代发展起来的智能型功率 模块( i p m ) 贝j j 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，出现了以脉宽调带t j ( p w m ) 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，因而对电网注人了大量 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【l 2 】。其主要思路就是将脉宽调制技术( p w m ) 技术引人整流器的控制之中，使 整流器网侧电流正弦化且可运行于单位功率因数。这种采用脉宽调制技术的整 流器也称p w m 整流器或脉冲整流器。 由于脉冲整流器实现了网侧电流正弦化且运行于单位功率因数，甚至能量 可双向传输，因而真正实现了“绿色电能变换”。由于脉冲整流器网侧呈现出受 控电流源特性，因而这一特性使脉冲整流器及其控制技术获得进一步的发展和 拓宽，并取得了更为广泛和更为重要的应用，如静止无功补偿( s v g ) 、有源电力 滤波( a p f ) 、统一潮流控锘i j ( u p f c ) ，超导储能( s m e s ) ，高压直流输电( h v d c ) 、电 气传动( e d ) 、新型u p s 以及太阳能、风能等可再生能源的并网发电等。 根据能量是否可双向流动，派生出两类不同拓扑结构的脉冲整流器，即可 逆脉冲整流器和不可逆脉冲整流器。本论文只讨论能量可双向流动的可逆脉冲 整流器及控制策略，它能在四象限工作也称四象限脉冲整流器，以下所称脉冲 整流器均指四象限脉冲整流器。四象限脉冲整流器不仅体现出a c d c 变流特性 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 ( 整流) ，而且还可呈现出d c a c 变流特性( 有源变流) ，因而确切地说，这类脉 冲整流器实际上是一种新型的可逆p w m 变流器。 经过几十年的研究与发展，脉冲整流器技术已日趋成熟。传统的两点式脉 冲整流器的主要优点是主电路拓扑结构、控制策略和控制方法都比较成熟，但 在大功率运用中存在许多问题：需要笨重、耗能、昂贵的变压器；为了得到高 质量的输出波形而提高开关频率，造成很高的开关损耗，而为了适应高电压的 要求，需采用器件串联，因而需要复杂的动态均压电路。均压电路使系统复杂 化、损耗增加、效率下降。为解决这些问题，三点式电路应运而生，三点式变 流器比前者更易于控制，且主管关断时仅承受直流母线一半的电压，因此更为 实用。 三点式电路拓扑首先在逆变电路中发展起来，1 9 7 7 年德国学者h o l t z 提出 三点式逆变器主电路及其方案，其中每相桥臂中带一对开关管，以辅助中点钳 位。后来，日本长冈科技大学的n a b l e a 等人于1 9 8 0 年在此基础上继续发展， 将这些辅助开关管变成为一对二极管，分别与上下桥臂串联的主管中点相连， 以辅助中点钳位。后来由三点式拓扑发展到多电平拓扑。 一般情况下，多电平拓扑结构的变换器具有下述特点： 电平数越多，输出电压波形的正弦度就越高，谐波畸变率( t h d ) 就越低， 有时甚至不需要输出滤波器； 与两电平变换器相比，在输出频率相同的情况下，多电平变换器的开 关频率较低，这样可以减少器件的开关损耗，提高器件的寿命； 电平数越多，输出电压波形的台阶数就越多，在直流母线电压一定的 情况下d r t i t 就越小，可有效降低电磁干扰( e m i ) i 6 题，对于中高压驱动系统， 还可防止电机绝缘绕组的击穿。 因此，自8 0 年代以来多电平拓扑结构已被广泛应用于逆变器及大功率高压 供电的交流调速领域。如日本三菱公司已研制出容量3 0 m w ，应用于机车牵引 的三点式双p w m 高频整流逆变调速系统，以适用于四象限运行及动态性能要 求较高的场合。美国通用、德国西门子等一些大公司也已研制出实用产品。国 内的研究较国外要晚些，目前以实验研究为主，还有大量工作需要国内研究者 去做。随着多电平变流器在高电压、大电流、大功率领域得到越来越多的关注， 可以预见在不远的将来，多电平变流器必将有着更为广阔的应用前景。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 l 。2 三电平脉冲整流器的发展现状况 自德国学者h o l t z 首次提出三点式逆变器的主电路结构以来，它的出现为中 高压变流器的研制开辟了一条全新的思路，现在对三点式脉冲整流器的研究， 不仅在理论分析、控制技术方面，而且在系统设计和工程应用等方面都取得很 大的成功。 主要的研究内容和所取得的成果体现在以下几个方面： 1 新型主电路拓扑结构的研究 三点式脉冲整流器属于电压型脉冲整流器，它是多电平脉冲整流器中比较有 实用意义的一种电路。多电平脉冲整流器的思想提出至今，出现了许多电路拓 扑结构，但归纳起来主要有三种：( 1 ) 中点钳位型( n e u r a 卜p o i n t c 1 a m p e d 简称 n p c ) 脉冲整流器或称二极管钳位型( d i o d ec l a m p e d ) 脉冲整流器，( 2 ) 飞跨电容 型( f l y i n gc a p a c i t o r s ) 脉冲整流器，( 3 ) 具有独立直流电压源的级联型脉冲整 流器( c a s c a d e di n v e r t e r s ) 。飞跨电容器型脉冲整流器由于电容器的问题应用 很少，中点钳位变流电路因为它较低的开关频率、低谐波、高效率及方便实现 四象限运行等诸多优点而得到广泛应用，级联型因变流单元串联结构多级易于 实现，无中点电位波动问题，变流单元故障时可以将其旁路，可靠性高，目前 应用也较广。 2 三点式脉冲整流器控制策略- 目前，国内外对三点式脉冲整流器控制策略的研究焦点主要集中在以下几 个方面： ( 1 ) 优化开关矢量，限制最大开关频率，减少输出量的谐波数，考虑最小导 通脉冲宽度限制，减少它对系统的影响。 ( 2 ) 在高压大功率场合，实现四象限运行，提高功率因数，降低谐波对电网 的污染。 ( 3 ) 控制中点电位，限制中点电位浮动的范围，避免系统工作异常及发生电 位漂移过多而击穿开关器件。 三点式脉冲整流器从另一角度来说，它属于电压源型脉冲整流器，广泛使用 的控制策略是p w m 技术，人们对p w m 控制技术展开了深入研究，p w m 控制 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 技术不断创新和完善，近年来得到了相当大的发展及较广泛的应用。 3 电流控制技术的研究 为了使电压型脉冲整流器网侧呈现受控电流源特性，其网侧电流控制策略 的研究显得十分重要。在脉冲整流器技术发展过程中，电压型脉冲整流器网侧 电流控制策略主要分成两类：一类是由j w d i x o n 和b t o o i 首先提出的“间 接电流控制”策略 1 8 】；另一类就是目前占主导地位的“直接电流控制”策略 1 9 , 2 0 。 “间接电流控制 实际上就是所谓的“幅相”电流控制，即通过控制电压型脉 冲整流器的交流侧电压基波幅值、相位，进而间接控制其网侧电流。由于“间 接电流控制”其网侧电流的动态响应慢，且对系统参数变化灵敏，因此这种控 制策略已逐步被“直接电流控制”策路所取代。“直接电流控制”策略以其快速 的电流响应和鲁棒性受到了学术界的关注，并先后研究出各种不同的控制方案 2 0 , 2 1 , 2 2 ，主要包括以固定开关频率且采用电网电动势前馈的s p w m 控制2 3 1 ，以 及以快速电流跟踪为特征的滞环电流控带d 2 4 , 2 5 等。为了提高电压利用率并降低 损耗，基于空间矢量的p a m 控制在电压型脉冲整流器电流控制中取得了广泛应 用，并先后提出了多种控制方案 2 2 , 2 3 , 2 6 】。目前，电压型脉冲整流器网侧电流控 制有将固定开关频率、滞环及空间矢量控制相结合的趋势【2 7 】，以使其在需快速 电流响应场合获得优越的性能。此外，在具体的控制策略上还相继提出了状态 反馈控制【19 】等。 4 p w m 调制技术的研究 p w m 调制方法有很多种实现方式，可分为基于载波的和非载波的p w m 调 制方法两种类型。 ( 1 ) 基于载波的p w m 调制方法主要包括：子谐波p w m ( s u b h a r m o n i c p w m s h p w m ) 调制方法是利用多个频率和幅值相同的三角载波和正弦波相比 较来决定多电平变换器开关器件的开通和关断，该调制方法的特点是调制方式 简洁且容易实现；开关频率优化p w m ( s w i t c h i n gf r e q u e n c yo p t i m a l p w m s f o p w m ) 调制方法仅适用于三相对称负载的系统，当用于单相系统中时 输出电压中会有3 次谐波存在；移相p w m ( p h a s es h i f tp w m p s p w m ) 调制方法 1 7 的相邻载波之间都存在一定的相移，与s h p w m 和s f o p w m 相比，这种调 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 制方法能够增加等效的载波频率，从而增加等效的开关频率，这种调制方法适 合用在级联型的多电平变换器中；变载波频率p w m ( v a r i a b l e f r e q u e n c yc a r t i e r b a n d sp w m v f c p w m ) 调制方法【2 0 】克服了前三种方法在调制比较高时中间载波 对应开关器件动作次数较少的缺点，适当增加了中间载波的频率，平衡了开关 器件动作频率，相应地也增加了等效的开关频率。 ( 2 ) 非载波的p w m 调制方法 非载波的p w m 调制方法有很多种，典型的有：电压空间矢量p w m ( s v p w m ) 调制方法、谐波消除p w m ( s h e p w m ) 法、滞环控制p w m ( h y s t e r e s i sc o n t r o l p w m ) 等。s v p w m 调制方法【2 2 2 6 j 利用变换器的开关状态所对应的矢量来合成所 给定矢量，这种调制方法矢量选择灵活、电压利用率高，但当多电平变换器电 平数高于5 时算法非常复杂，这在一定程度上限制了它的应用范围；s h e p w m 调制方法 挎2 0 2 1 1 可以消除任意次数的谐波，输出电压、电流波形好谐波含量低， 在所有的调制方法中是最好的，不足之处在于需离线计算大量数据，不利于现 场调试；滞环控制p w m 2 7 】调制方法输出电流的谐波脉动小，可以得到良好的电 流波形，常用在对谐波和噪声要求较严格且器件的开关频率较高的场合，但由 于开关频率变化较大而很难应用在器件开关频率低的中压大容量变换器中。另 外，还有一些不常用的非载波p w m 调制方法，如s 调制方法( s i g m a d e l t a m o d u l a t i o n ) 、滑模控制方法( s l i d i n gm o d ec o n t r 0 1 ) 、最小纹波电流p w m ( m i n i m u mr i p p l ec u r r e n tp w m ) ；乖i 基于遗传算法的p w m 调制方法等。 1 3 本论文研究的内容 在参阅国内外大量文献的基础上，分析了多电平变流电路拓扑结构，并比 较了几种典型多电平电路拓扑结构的优缺点。包括中点钳位型 ( n e u r a l p o i n t c l a m p e d 简称n p c ) 多电平脉冲整流器或二极管钳位( d i o d e c l a m p e d ) 多电平脉冲整流器、飞跨电容型( f l y i n gc a p a c i t o r s ) 多电平脉冲整流器和 具有独立直流电压源的级联型脉冲整流器( c a s c a d e di n v e r t e r s ) 。 本文以二极管钳位型变流电路为基础分析了三点式脉冲整流器的基本原 理、工作特性，并在以开关状态构成桥臂函数概念的基础上建立了三点式脉冲 整流器的数学模型。并在此基础上对三点式脉冲整流器的p w m 控制结构进行 分析研究。针对二极管钳位型三点式脉冲整流器存在的中点电压漂移问题，通 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 过对脉冲整流器工作过程中电容充放电情况的分析，指出两种解决办法，一是 判断脉冲整流器功率流向法，二是检测电流瞬时值法，并对其有效性做了仿真 验证。 以三点式脉冲整流器的交流侧瞬时等效电路为基础，对脉冲整流器的电流控 制策略进行了详细分析。重点分析了基于闭环控制的滞环电流p w m 控制、固 定开关频率的瞬态直接电流控制、预测电流p w m 控制；并且分析了这些方法 的优、缺点。 给出了满足四象限运行指标时的脉冲整流器交流侧电感设计方法和依据控 制系统跟随性及抗扰性性能指标设计的直流侧电容的参数计算方法；并对c r h 2 取消二次滤波电路的特点，考虑从适当增大支撑电容容量的角度给与补偿，并 在m a t l a b s i m u l i n k 环境下实现仿真验证。 最后针对应用实例c r h 2 脉冲整流器，在m a = r i a b s i m u l i n k 环境下建立 仿真模型，对三点式脉冲整流器四象限运行下的静态及动态特性进行了全面详 细的分析验证。 ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章三点式脉冲整流器结构及原理 2 。1 基本原理概述 从电力电子技术发展来看，整流器是较早应用的一种a c d c 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) 到脉冲 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。 虽然二极管整流器，改善了整流器网侧功率因数，但仍会产生网侧谐波电流 以“污染”电网；另# 1 - - - 极管整流器的不足还在于其直流电压的不可控性。针 对上述不足，脉冲整流器已对传统的相控及二极管整流器进行了全面改进。其 关键性的改进在于用全控型功率开关取代了半控型功率开关或二极管，以p w m 斩控整流取代了相控整流或不控整流。因此，脉冲整流器也称p w m 整流器， 脉冲整流器可以取得以下优良性能： ( 1 ) 网侧电流为正弦波； ( 2 ) n l 贝j j 功率因数控n ( o n 单位功率因数控制) ： ( 3 ) 电能双向传输； ( 4 ) 较快的动态控制响应。 显然，脉冲整流器已不是一般传统意义上的a c d c 变换器。由于电能的双 向传输，当脉冲整流器从电网吸取电能时，其运行于整流工作状态；而当脉冲 整流器向电网传输电能时，其运行于有源逆变工作状态。所谓单位功率因数是 指：当脉冲整流器运行于整流状态时，网侧电压、电流同相( 正阻特性) ；当脉冲 整流器运行于有源逆变状态时，其网侧电压、电流反相( 负阻特性) 。由于脉冲整 流器其网侧电流及功率因数均可控，因而可被推广应用于有源电力滤波及无功 补偿等非整流器应用场合。 综上可见，脉冲整流器实际上是一个其交、直流侧可控的四象限运行的变 流装置。为便于理解，以下首先从模型电路阐述脉冲整流器的基本原理。图2 1 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 为脉冲整流器模型电路。 广 1 j 止 一 i 、 卜一 、也一模型电路直流侧电压、电流。 o ，= 孑= 固c 叮，善：乏 o ，= ：云e 三妻c a ) 纯电感特性运行b ) 正阻特性运行c ) 纯电容特性运行d ) 负阻特性运行 图2 - 2 脉冲整流器交流侧稳态矢量关系 图2 2 中e 一交流电网电动势矢量； 矿一交流侧电压矢量； 圪一交流侧电感电压矢量； 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 ，一交流侧电流矢量。 为简化分析，对于脉冲整流器模型电路，只考虑基波分量而忽略p w m 谐波 分量，并且不计交流侧电阻。这样可从图2 2 分析：当以电网电动势矢量为参 考时，通过控制交流电压矢量v 即可实现脉冲整流器的四象限运行。若假设l ，i 不变，因此i 巧| = c o li ，i 也固定不变，在这种情况下，脉冲整流器交流电压矢量 y 端点运动轨迹构成了个以i 巧l 为半径的圆。当电压矢量y 端点位于圆轨迹 a 点时，电流矢量，比电动势矢量e 滞后9 0 。，此时脉冲整流器网侧呈现纯电感 特性，如图2 2 a 所示；当电压矢量y 端点运动至圆轨迹b 点时，电流矢量，与 电动势矢量e 平行且同向，此时脉冲整流器网侧呈现正电阻特性，如图2 2 b 所 示；当电压矢最y 端点运动至圆轨迹c 点时，电流矢量，超前电势矢量e9 0 。， 此时脉冲整流器网侧呈现纯电容特性，如图2 2 c 所示：当电压矢量y 端点运动 至圆轨迹d 点时，电流矢量，与电动势矢量e 平行且反向，此时脉冲整流器网 侧呈现负阻特性，如图2 2 d 所示。以上a ，b ，c ，d 四点是脉冲整流器四象限 运行的四个特殊工作状态点，进一步分析可得脉冲整流器四象限运行规律如下： ( 1 ) 电压矢量y 端点在圆轨迹a b 上运动时，脉冲整流器运行于整流状态。此 时，脉冲整流器需从电网吸收有功及感性无功功率，电能将通过脉冲整流器由 电网传输至直流负载。值得注意的是，当脉冲整流器运行在b 点时，则实现单 位功率因数整流控制；而在a 点运行时，脉冲整流器则不从电网吸收有功功率， 而只从电网吸收感性无功功率。 ( 2 ) 当电压矢量矿端点在圆轨迹b c 上运动时，脉冲整流器运行于整流状态。 此时，脉冲整流器需从电网吸收有功及容性无功功率，电能将通过脉冲整流器 由电网传输至直流负载。当脉冲整流器运行至c 点时，此时，脉冲整流器将不 从电网吸收有功功率，而只从电网吸收容性无功功率。 ( 3 ) 当电压矢量矿端点在圆轨迹c d 上运动时，脉冲整流器运行于有源逆变状 态。此时脉冲整流器向电网传输有功及容性无功功率，电能将从脉冲整流器直 流侧传输至电网，当脉冲整流器运行至d 点时，便可实现单位功率因数有源逆 变控制。 ( 4 ) 当电压矢量y 端点在圆轨迹d a 上运动时，脉冲整流器运行于有源逆变状 态。此时，脉冲整流器向电网传输有功及感性无功功率，电能将从脉冲整流器 直流侧传输至电网。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 显然，要实现脉冲整流器的四象限运行，关键在于网侧电流的控制。一方面， 可以通过控制脉冲整流器交流电压，间接控制其网侧电流；另一方面，也可通 过网侧电流的闭环控制，直接控制脉冲整流器的网侧电流。 2 2 三点式脉冲整流器分类及拓扑结构 2 2 1脉冲整流器一般分类 随着脉冲整流器技术的发展，已设计出多种脉冲整流器，并可分类如下： p w m 整流器 按直流储能形式分类 詈蒹篓 按电网相数分 三相电路 f 单向电路 l 多相电路 按p w m 开关调制分类 e l ( b 图2 - 8p 状态示意图 ( 2 ) 0 状态：t 2 、t 3 导通，而t 1 、t 4 关断。数学运算时以“0 ”表示。 当电流为正时，电流从c 2 正极经筘位二极管d 5 、t 2 流出，如图2 9 ( a ) ；当 电流为负时，电流经t 3 、d 6 流向c 2 正极，如图2 9 ( b ) 。 ( 靠) c l e 2 0 ( 假定顺 时针方向为正，下同) ，通过控制电路调整口。