三相PWM整流器的研究

传统的整流装置是电网污染的主要来源，三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、能实现单位功率因数运行的特点，甚至可以实现电能回馈电网。本文主要研究了三相电压型PWM整流器，内容包括下列方面：原理、拓扑结构、数学模型、控制策略和硬件实现。建立数学模型是研究三相PWM整流器的有效手段。分别在ABC静止坐标系、αβ静止坐标系和dq旋转坐标系中建立了低频和高频数学模型。本文主要对电压矢量定向控制和直接功率控制这两种关于PWM整流器的控制策略进行了研究。 电压矢量定向控制包括间接电流控制和直接电流控制，本文分别介绍了它们的原理。关于直接电流控制，建立了它的仿真模型，并介绍了数字化实现的方法。由于电网电压的谐波会恶化PWM整流器的工作性能，所以研究了改良的方法，并进行了实验验证。 直接功率控制方法的主要特点是结构简单、动态响应快、抗干扰性能好。本文介绍了瞬时功率的概念、直接功率控制的原理和电压矢量选择的方法。由于传统的开关状态表是引起无功功率控制效果差的主要原因，所以提出了改造开关状态表的方法。仿真和实验结果验证了此方法的有效性。最后，对电压矢量定向控制策略和直流功率控制策略作了比较研究。 关于硬件方面，介绍了主电路LC参数的计算方法、二阶有源滤波的设计方法、DSP2407的主要功能、IPM的驱动与保护。