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直接电流控制的三相桥式PWM整流电路的设计与分析
  • 目前,各类电力电子变换器的输入整流器电路输入功率级一般采用不可控整流器或相控整流电路。这类整流电路结构简单,控制技术成熟,但交流侧输入功率因数低,并向电网注入大量的谐波电流。据 估计,在发达国家有60%的电能经过变换后才使用,而这个数字在本世纪初达到95%。目前,谐波污染在我国也已经成为一个比较严重的公害,亟待解决。PWM整流具有功率因数接近1、流入电网的电流基 本接近正弦波、对电网的谐波污染小等优点。
  • 侧滤波电感L蓄积磁能,而在开关管关断时,迫使电感产生较高的电压Ldi/dt,通过另一桥臂的续流二极管向直流侧释放磁能。因此,从广义上讲,这种桥式PWM可逆整流器拓扑,仍属于升压式结构。六

    开关Boost型PWM整流器的特点是结构简单且宜于实现有源逆变,因而是目前应用和研究最为活跃的一种类型,也是多开关PWM整流电路中应用最为广泛的一种。
      2. 六开关Buck型:也可称为两电平电流型整流器,直流侧电抗器一般要求很大。由于电流型变换器的特点,交流侧输入LC滤波器通常是必不可少的,以改善电流波形和功率因数。这种电路拓朴较适

    合于空间矢量调制,且有降压作用。其缺点是由于直流侧大电感内阻较大,消耗功率较大导致其效率略低于六开关Boost型。
      3. 三电平PWM整流电路
      在大功率PWM变流装置中,常采用拓朴结构的三点式电路,这种电路也称为中点钳位型(Neutral Point Clamped)
    电路。与两点式PWM相比,三点式PWM调制波的主要优点,一是对于同样的基波与谐波要求而言,开关频率低得多,从而可以大幅度降低开关损耗;二是每个主开关器件关断时所承受的电压仅为直流侧电压

    的一半,因此这种电路特别适合于高电压大容量的应用场合。不过三点式PWM可逆整流器的缺点也是显而易见的,一方面其主电路拓扑使用功率开关器件较多,另一方面,控制也比两点式复杂,尤其是需

    要解决中点电位平衡问题。
      从上面的分析可以知道,单开关主电路拓朴结构的共同优点在于,控制结构简单,易于实现,且电源工作工作可靠性高;缺点在于其应用场合受到开关器件的影响,开关器件的耐压水平高低和开关频

    率的高低限制了这种电路的应用,其主要应用于中小功率的变频器或UPS电源。
      与单开关结构的PWM整流器相比,多开关PWM整流电路的共同优点在于功率因数高,谐波失真小,可实现能量的双向流动,调节速度快,应用范围宽,主要应用于中大功率场合。缺点也很突出,电路

    结构复杂,控制难度大,而且需要检测和控制的点较多,提高了控制成本;器件的增多也降低了系统的可靠性。

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