● 摘要
随着电力电子技术的发展，电力电子装置的广泛应用给电力系统带来严重的谐波污染。而在电力电子装置中，整流装置所占的比例最大，故采用新型的PWM 高频整流器代替传统的二极管整流电路或晶闸管相控整流装置是解决谐波污染和提高功率因数的最有效途径之一。本课题用三相PWM整流器取代传统的不控或相控整流器减小谐波污染和提高功率因数。首先从三相PWM整流器的控制原理入手，通过对几种目前研究较为成熟的PWM控制方法进行分析与比较，分析出开关频率与开关损耗之间的矛盾关系是需要解决的共同问题。而电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术在一定程度上缓解了这种矛盾，其最显著的优点是直流利用率高、易于数字化实现和可以获得较理想的功率因数。本文在研究传统SVPWM控制方法的基础上，对传统的SVPWM控制方案进行了改进。 文中详细分析了系统的工作模式及控制算法的推导，从理论上验证了改进后的简单控制算法具有可行性；同时，这种控制算法亦能使整流系统的能量双向流动，实现能量再生。通过与传统SVPWM的准优化调制方法相比，本系统采用的二相调制方法其开关损耗更小，进一步缓解了功率器件开关频率与开关损耗之间的矛盾问题。针对控制系统的要求，文中对影响系统性能的几个主要参数进行了分析计算，如:交流侧电感、直流侧电压及PI调节器中的比例积分系数。 为了进一步验证本系统的正确性与可行性，利用MATLAB软件中动态仿真工具SIMULINK对整个控制系统的动态性能进行了仿真与分析。并在此基础上，设计了主电路、外围硬件及以TMS320LF2407数字信号处理器(DSP)为核心的数字整流控制系统。仿真结果验证了本文所采用的算法以及设计的控制方案的可行性。