三相电压型PWM整流器及控制.ppt

三相电压型PWM整流器和控制、PWM整流器的优点PWM整流器拓扑结构PWM整流器的应用领域PWM整流器的工作原理PWM整流器的控制实现PWM整流器主电路参数选择PWM整流器控制系统，1.PWM整流器的优点一般的正交-正交变换器系统， 缺点：由于二极管的单向导电性能，能量只能进行单相传输，电机制动器的再生能量不能还原为电网，四象限运行需要加上制动电路。 二、网侧电流波形失真较大，电网功率因数较低，整流采用二极管整流，最高功率因数约为0.9左右。 此外，在a )无制动电路的情况下b )带制动电路的情况下图1一般的正交-正交变换器的结构图，传统的相控整流器应用时间长，技术也成熟，被广泛使用，但仍有很多问题：晶闸管相引起网络侧电压波形的失真。 网侧的高次谐波电流在网格中产生高次谐波“污染”。 深度控制时网侧功率因数降低。 在闭环控制中，动态响应相对较慢。 二极管整流器改善了整流器网侧功率因数，但产生网侧谐波电流的不足也存在直流电压的不可控制性。 另外，双PWM正交-正交变换系统对于功率因数较低的整流器而言，最直接的方法是采用无功补偿和谐波消除滤波器，这是后果补救的方法。 更积极有效的方法是改进整流器本身，尽量不产生谐波，使电流和电压同相。 这种整流器被称为高功率因数整流器。 PWM整流器是高功率因数的整流器。 此外，图2的双PWM结构的正交逆变器代表PWM整流器或半控制功率开关管或二极管来代表PWM斩波器整流器或相位控制整流器或非控制整流器。 采用逆变电路中的PWM控制技术作为整流电路，形成了PWM整流电路. 相对于交流电源侧，通过适当地进行控制，使电网的电流波形接近正弦，与输入电压同相位，使电网功率因数接近1，实现单位功率因数，最大限度地提高电网的经济效果，相对于能够减少对电网周围环境的电磁污染的直流侧，在电网的电压和负载发生变化时， 能够维持直流中间电压的稳定，向电源侧逆变器提供良好的工作条件，实现牵引与再生制动箱之间的快速平滑转换，实现电能双向传输的动态控制响应快。2、PWM整流器的拓扑结构主电路结构、电压源型(VSR )、电流源型(ISR )、直流波动小，输入电流连续简单，已成为当前主要研究对象。 从输出电平的观点出发，如果适用于三电平型整流器、二电平型整流器、单相半桥、单相全桥、三相半桥、三相全桥、大功率的情况，则可以适用于图3的常用单相和三相VSR变换器结构、(a )单相半桥、(b )单相全桥、(c )三相半桥PWM整流器的用途交流传动功率滤波器和无功补偿、统一潮流控制器、超导能量存储太阳能、风能等可再生能源联网发电、其他功能(新型UPS、高压直流输电)、4、PWM整流器的工作原理单位功率因数的含义：整流状态时，网侧电压、电流为同相。 变频器状态时，网侧电压、电流反转。 PWM整流器网侧的电流和功率因数是可以控制的。 图4PWM整流器模型电路，a )纯电感特性运转，b )正电阻特性运转，c )纯电容特性运转，d )负电阻特性运转，图5PWM整流器交流侧稳定矢量关系，PWM整流器的控制实际上是交流侧电流的控制。 5、PWM整流器的控制、三相VSR的控制技术可以根据是否引入电流反馈来分为间接电流控制(幅度控制)和直接电流控制间接电流控制，它不是在控制系统中引入电流闭环，而是根据电路阻抗特性，以数学方式作为电流闭环的作用其动态响应稍慢，也有瞬态直流电流偏差，但具有简单的控制结构和良好的开关特性，微机易于实现，可靠性高。另外，还可以省去两个高精度的电流传感器。 适用于动态响应要求不高的情况，具有良好工程的实用价值。 单等效电路、直流电流滞后控制固定开关频率控制电流矢量控制状态反馈控制无比特控制极点布置法二阶最优控制Lyapunov方法非线性状态反馈控制公共特征：有电流闭环，并且具有良好的运动和静态性能。 然而，这些方案都需要宽带交流电流传感器，并且可能需要负载电流传感器。 滞后电流控制是基于瞬时电流反馈的一般非线性控制方式，将实测的三相电流与基准信号进行比较，根据比较器的输出决定开关的状态。 优点：电流跟踪精度高，响应快。 在缺点：处的开关频率不恒定。 开关频率的改变给驱动保护电路和主电路的设计带来了困难，也影响了系统性能。 电流矢量控制电流矢量控制可以直接控制系统的有效功率和无效功率，其核心思想是独立控制三相VSR网侧电流的有效无效分量。 此外，该控制方法电流控制精度高，稳态时不仅能准确跟踪电流指令，无静差，动态性能好。 然而，其控制算法很复杂。 电流矢量控制：坐标变换，系统的控制结构，PWM整流器的性能好坏不仅与控制策略有重要的关系，而且与自身电路的参数也有重要的关系。 交流侧电感的选择、6PWM整流器主电路参数的选择、电感下的电压降尽可能小，一般为电源额定电压的30%以下，交流侧电流总失真率THD尽可能小，一般为5%以下，在开关周期内交流侧电流的最大调制量尽可能小， 一般要求交流侧额定电流峰值的10%以下，满足过渡电流跟踪要求，直流侧电容器的选择直流侧电容器的大小与整流器的成本有关，在各种干扰下与直流母线电压的稳定性有关，并且还与PWM整流器的耐负载干扰性能有关。 6PWM整流器主电路参数选择可以在设计PI调整器的通常的两类系统中的同时，基于udc的最大动态下降允许来确定c的下限。 另一方面，在直流电压的选择、三相VSR、交流侧线路电压uab0的情况下，其电路结构为了确保整流器输入端子线路电压不包括与PWM开关频率无关的低次谐波，直流电压udc必须为交流侧线路电压基本波uab的最大峰值以上。 设交流