在20世纪80年代开始了对PWM整流器的研究,PWM技术的研究与应用由于自关断器件的日趋成熟和应用而被推动。自20世纪90年代以来,无论国内还是国外PWM整流器一直是学术界关注和研究的热点,随着研究的深入,基于PWM整流器拓扑结构和控制的拓展,相关的研究应用也发展起来,这一时期PWM整流器的研究主要集中于以下几个方面: 75026

(1)PWM整流器主电路拓扑结构

把PWM控制技术引入到整流器的控制中,可以使整流器输入电流正弦化,且和输入电压同相位,功率因数近似为1。这种整流电路也可以称高功率因数整流器。PWM整流器可分为电压型和电流型两大类,目前研究和应用较多的是电压型PWM整流电路。

(2) PWM整流器的数学建模与分析

三相VSR一般数学模型的建立可采用以下两种形式:

其一采用开关函数描述的一般数学模型。

其二采用占空比描述的一般数学模型。

(3) 怎样控制PWM整流器

PWM整流电路控制基本思想是:通过PWM调制控制功率开关管的通断状态,使输入电流接近正弦波而消除电流谐波,且电流和电压相位可任意控制,实现高功率因数。PWM整流器的控制实际上是对交流侧电流的控制。为了实现网侧任意功率因数控制,其关键技术问题是研究网侧电流控制策略。三相VSR的控制技术按有没有引入电流反馈可以划分为间接电流控制(幅相控制)和直接电流控制。

(4) 两种不同整流器的研究(电流型,电压型)

4 发展趋势

近年来新能源技术发展迅速,由于PWM整流器具有能量双向流通的性质,其被用于分布式能源发电的并网接口,电能通过并网逆变器实现新能源向电网中馈送电能或储能作用,PWM整流器的并网控制也成为学者研究的热点。由于PWM整流器呈现受控源特性,论文网其被大量应用于柔性交流输电系统,如有源电力滤波器APF、统一潮流控制器UPFC、静止无功发生器SVG等。随着电力半导体器件的电压等级和开关性能的提高,PWM还应用于直流输电HVDC、风力发电、超导储能等领域,对于我国实现“特高压交直流输电”和“智能化配电网”具有重要意义。智能控制理论可能亦可以在PWM整流器控制中得到应用,也或许会出现基于人工神经网络的PWM整流器控制策略。控制技术是整流技术发展的关键,不管是哪一种策略都应该兼顾整流器的各种性能指标,包括功率因数、输入电流畸变率、开关损耗、直流电流纹波系数、静态及动态控制精度、对指令的响应特性等。综合考虑前面这些方面,并与现在科学发展状况融合,PWM整流器控制方法的今后方向基本能够总结:

(1)PWM技术大部分聚集于直流侧电容与整流器交流电感的参数选择上,也可以是利用控制系统自身来改良,减少器输入侧的无法平衡因素与再次数学模型与优化控制方法。

(2)非线性控制策略将会是以后的主流

(3)PWM整流器节省价格,具有硬件结构简单,便于微机实现的优点。

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