可控整流原理

1、一可控整流的原理概述（一）PWM整流器特點(diǎn)（1）網(wǎng)側(cè)電流為正弦波（2）網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)控制（3）電能雙向控制（對(duì)應(yīng)電機(jī)四相限運(yùn)行）（4）較快的動(dòng)態(tài)控制響應(yīng)對(duì)于本系統(tǒng)而言，主要是需要在電機(jī)發(fā)電狀態(tài)下，保證母線電壓不會(huì)升的太高，并且保證回饋回電網(wǎng)的電流功率因數(shù)大于95%。（二）PWM整流器的分類（1）根據(jù)是否檢測(cè)整流器的輸入電流作為反饋和被控量三相PWM整流器的控制策略分為直接電流控制和間接電流控制兩種方式。直接電流控制有母線電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)

2、兩個(gè)調(diào)節(jié)，而間接電流控制只有母線電壓這一調(diào)節(jié)，對(duì)于相電流通過運(yùn)算進(jìn)行間接控制。（2）直接電流控制電流動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，但需要高精度的電流傳感器、電壓傳感器以及檢測(cè)電容電壓的傳感器，實(shí)現(xiàn)比較困難，且成本高。間接電流控制成本低，控制簡(jiǎn)單，但存在對(duì)依賴系統(tǒng)參數(shù)，電流響應(yīng)速度慢，存在直流偏移量的缺點(diǎn)。本系統(tǒng)正是考慮到直接電流控制存在成本高實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，故選擇了實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)簡(jiǎn)單的間接電流控制，但其存在著對(duì)系統(tǒng)參數(shù)依賴性比較大的缺點(diǎn)。（三）單個(gè)單元PWM整流

3、器實(shí)現(xiàn)原理PWM整流器的模型電路如圖21所示。從圖21可以看出：PWM整流器的模型電路由交流回路、功率開關(guān)管橋路和直流回路組成。其中交流回路包括交流電動(dòng)勢(shì)e以及網(wǎng)側(cè)電感L等，直流回路包括負(fù)載電阻以及負(fù)載電動(dòng)勢(shì)，功率開關(guān)管可由電壓型或電流型橋路組成。LeivdcvdciLRLe圖1PWM整流器的模型電路當(dāng)不計(jì)功率開關(guān)管橋路損耗時(shí)，由交、直流側(cè)功率平衡關(guān)系可得：(1)dcdcviiv?由式(1)不難理解：通過模型電路交流側(cè)的控制，就可以控制

4、其直流側(cè)，反之通過直流側(cè)的控制就可以控制其交流側(cè)。以下主要從模型電路交流側(cè)入手，分析PWM整流器的運(yùn)行狀態(tài)和控制原理。穩(wěn)態(tài)條件下，PWM整流器交流側(cè)的矢量關(guān)系如圖22所示。為了簡(jiǎn)化分析，對(duì)于PWM整流器模型電路，只考慮其基波分量而忽略PWM諧波分量，并且不計(jì)交流側(cè)電阻。這樣可從圖2分析得到：當(dāng)以電網(wǎng)電動(dòng)勢(shì)矢量為參考時(shí)，通過控制交流電壓矢量V即可實(shí)現(xiàn)PWM整流器的四象限運(yùn)行。位功率因數(shù)有源逆變控制。(4)當(dāng)電壓矢量V端點(diǎn)在圓軌跡DA上運(yùn)動(dòng)

5、時(shí)，PWM整理器運(yùn)行于有源逆變狀態(tài)。此時(shí)PWM整流器向電網(wǎng)傳輸有功及感性無功功率，電能將從PWM整流器直流側(cè)傳輸至電網(wǎng)。顯然，要實(shí)現(xiàn)PWM整流器的四象限運(yùn)行，關(guān)鍵在于網(wǎng)側(cè)電流的控制。一方面，可以通過控制PWM整流器交流側(cè)電壓，間接控制其網(wǎng)側(cè)電流；另一方面，也可通過網(wǎng)側(cè)電流的閉環(huán)控制直接控制PWM整理器的網(wǎng)側(cè)電流。二間接可控整流的實(shí)現(xiàn)（一）可控整流數(shù)學(xué)模型所謂三相PWM整流器的數(shù)學(xué)模型就是根據(jù)三相PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用電路基本定律(

6、基爾霍夫電壓、電流定律)對(duì)PWM整流器所建立的一般數(shù)學(xué)描述。三相PWM整流器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示：CT3T4T5T6T2LLRT1LRR0eaebecibiaicidciLudc圖3三相PWM整流器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)定義開關(guān)函數(shù)為：nS(2)10nSnabc?????上橋臂導(dǎo)通，下橋臂關(guān)斷，，，上橋臂關(guān)斷，下橋臂導(dǎo)通則可以得到三相PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為：(3)????????????133133133abcabc

7、aaaadcabcabcbbbbdcabcabcccccdcdcaaeeeSSSdiRieSudtLLeeeSSSdiRieSudtLLeeeSSSdiRieSudtLLduCSiSdt????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????bbccLiSii?????????????????理想情況下，三相輸