三相电压型PWM整流器及其控制策略研究

本文详细介绍了多种PWM整流器拓扑结构、控制策略及其发展趋势，并对三相半桥电压型PWM整流器进行了深入的理论研究。 从三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构出发，建立了其在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型，并对其工作原理进行分析，论证了PWM整流器四象限运行特性。从三相VSR的控制角度出发，分析并实现了两种控制方案：基于空间电压矢量PWM调制的双闭环控制策略和基于空间电压矢量PWM调制的直接功率控制（SVM-DPC）。在分析了传统的双闭环控制策略的基础上，针对基于空间电压矢量调制的直接功率控制，对其原理进行分析，得出了虚拟磁链和瞬时有功功率和无功功率的数学模型，设计了一种解决磁链初值问题的虚拟磁链观测器。 搭建系统仿真模型，并详细给出了控制电路子模块和SVPWM子模块的仿真结构图。通过对两种控制策略仿真结果的比较分析：验证了两种控制方案均能使PWM整流器实现网侧电流正弦化和单位功率运行，且基于空间电压矢量调制的直接功率控制策略在响应速度和可靠性方面具有更优良的控制性能。