1 PWM整流器

PWM整流器技术是中等容量单位功率因数采用的主要技术,一般需要使用自关断器件。三相PWM整流器在几乎不增加任何硬件的基础上,即可以实现能量的双向流动,_日电路性能稳定其控制策略的实用性研究是电力电子领域的一个热点。

PWM整流器的发展和现状

PWM整流器的出现是基于功率因数校正和谐波抑制。70年代初,国外就开始了该项技术的基础研究,80年代后期随着全控型器件的问一世,采用全控型器件实现PWM整流的研究进入高潮。

PWM整流器主电路拓扑结构

PWM整流器的主电路拓扑结构近几十年来没有重大突破,主电路设计的基本原则是在保持系统的基础上,尽量简化电路拓扑结构,减少开关元件数,降低总成本,提高系统的可靠性。

电压型PWM整流器主电路拓扑结构

单相全桥PWM整流器，通过开关V1-V4进行PWM控制,就可在桥的交流输入端产生正弦调制PWM波UAN、,UAN中不含低次谐波成分,只含有和被调正弦信号波同频率月幅值成比例的基波分量以及与三角载波有关的高频谐波。由于电感Ls的滤波作用,高次谐波只会使交流电流iN产生很小的脉动,在理想情况下,当被调正弦信一号波的频率和电源频率相同时, iN是与电源同频率的正弦波,对UAN中基波分量的幅值和相位进行控制,可以达到使交流侧电流波形正弦化且功率因数接近1的目的。

三相全桥PWM整流器,通过对电路进行正弦波PWM控制,使得整流桥的交流输入端产生正弦PWM电压,对各相电压进行控制,就可以使各相电流i。i为i`「为正弦波且和电压相位相同,从而使功率囚数为1。当电路工作在整流状态下,能量从电网侧流向直流侧的负载;当电路工作在再生状态下,类似于三相PWM电压型逆变器,可以将直流侧的能量回馈到交流电网侧。

2)电流型PWM整流器主电路拓扑

电流型PWM整流电路。利用正弦波调制的方法控制直流电流在各开关器件的分配,使交流电流波形近似与电源电压同相位的正弦波,实现功率因数近似为1,但其交流侧电流波形中含有较多的谐波成分。

就现状而言,山于电压型PWM整流器的实现相对容易,并月.具有较简单的拓扑结构和响应速度(相对电流型PWM整流整流器而一言),配置简单的输入滤波器即可实现较低的电磁干扰等特点.

PWM整流控制技术研究方向

控制技术是PW整流器发展地关键。近年来,有关PWM整流器高频整流控制技术地研究紧紧围绕以下儿方面地要求;

1)减少AC侧输入电流畸变率,降低其对电网的负面效应。一般要求在整个负载波动范)Ifll内,AC侧输入电流地总谐波畸变率低于5%。

2)提高功率因数,减少整流的非线性,使之对电网而言相对于"纯阻性负载"。

3)提高系统的动态响应能力,减少系统的动态响应时间。

4)降低系统的开关损耗,提高整个装置的效率。

5)减少直流侧纹波系数,缩小直流侧滤波器体积,减轻重量。

6)提高直流侧电压利用率,扩大调制波的控制范围。