电流型PWM整流器及在感应加热方面的应用研究

电流型PWM整流器作为一种“绿色”电能变换器，具有以下优点：网侧输入电流谐波含量少，能实现网侧单位功率因数或功率因数可调，输出功率可调，并且直流输出电压低于电源电压，能实现四象限运行，能量可双向流动，此外，它还具有良好的电流保护性能，短路保护可靠性高。本文从理论和实验两方面研究了三相电流型PWM整流器及在感应加热方面的应用。 本文首先从低频和高频的角度，分别建立了三相电流型PWM整流器在三相静止坐标系下的数学模型，为进一步深入研究电流型PWM整流器提供了理论基础；然后分析了三相电流型PWM整流器SPWM调制策略，从电压型二逻辑信号出发，引入电流型整流器三逻辑开关函数，着重研究了三相电流型PWM整流器的三逻辑信号的产生以及开关的工作模式，并按照最小开关原则，确定开关组合中的零状态选择；研究了三相电流型PWM整流器的控制策略，介绍了三相电流型PWM整流器的直接电流控制方法，并在分析了三相电流型PWM整流器静态特性的基础上，着重研究了间接电流控制的原理和方法，给出了网侧单位功率因数控制的可行性及条件。在此基础上构建了基于三相电流型PWM整流器的感应加热电源系统的仿真和实验，并给出了主电路和控制系统设计的详细过程，提出三相电流型PWM整流器三逻辑SPWM的数字实现技术，仿真和实验结果一致表明这种方法不仅能实现输出功率可调，还能实现网侧单位功率因数。最后通过与传统感应加热技术的比较，综合分析了这种方案的优缺点，验证了三相电流型PWM整流器在感应加热上应用的可行性和实用性。