单相PWM整流器的研究

随着电力电子装置的应用日益广泛，电网谐波和无功问题日益严重，各国相继制定了严格的谐波和无功治理标准。传统的整流装置如不控整流或半控整流都会产生大量的电流谐波和无功功率，而PWM整流器具有输入电流谐波小、功率因数可控等优点，因而具有广泛的应用前景。 本文主要对电压型单相PWM整流器的相关问题进行研究。在研究单相PWM整流器的拓扑结构基础上，深入分析了单极性和双极性PWM调制原理。通过引入开关函数建立了单相PWM整流器的时域和频域数学模型，在此基础上研究了其直流电压控制策略以及输入电流的直接控制策略。 针对输入电流直接控制的正弦量跟踪问题，设计了一种比例谐振控制器，通过在输入电流基波频率处产生谐振，获得较大的增益，从而大大提升输入电流跟踪的动态性能。针对单相PWM整流器直流输出电压存在的二倍基频波动问题，为消除了其对输入电流控制的影响设计了一种陷波滤波器。 在理论研究的基础上，本文运用MATLAB/SIMULINK仿真软件对单相PWM整流器进行了系统仿真，并对主电路参数的选择和设计以及硬件电路的实现进行了研究，并以TMS320F28335为控制核心搭建了实验平台。仿真和实验结果验证了理论研究的正确性。