三相三电平VIENNA整流器

减少电网谐波污染、提高电力整流装置的功率因数是电力电子研究领域 的重要课题。随着绿色能源技术的快速发展,PWM 整流器技术已成为电力 电子技术研究的热点和亮点

减少电网谐波污染、提高电力整流装置的功率因数是电力电子研究领域

的重要课题。随着绿色能源技术的快速发展,PWM 整流器技术已成为电力 电子技术研究的热点和亮点。因为它可以降低电网污染并实现可调整的功率 因数。

在整流器领域,三相三电平 PWM 整流器具有功率因数高、谐波小等优 点,己经成为国内外研究的热点之一,因此对三相三电平 PWM 整流器进行 深入研究具有重要的现实意义。

研究了新颖的三相三电平 VIENNA 整流器。首先通过对电力整流技 术的文献综述,分析了当前整流技术存在的不足以及工业应用对电力整流器 的技术要求,进而阐明了本文的研究目的、意义和价值。

其次分析了三相三电平 VIENNA  整流器的基本工作原理,对 VIENNA 整流器的数学模型进行了研究,建立了三相三电平 VIENNA 整流器在三相静 止坐标系、两相旋转坐标系下的数学模型。

然后将空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的控制方法应用于 VIENNA 整 流器,利用代数和几何方法判断电压扇区,导出了占空比等重要计算公式, 实现了 VIENNA 整流器的空间矢量调制。基于减小谐波和使功率因数等于 1 的原则,设计了 VIENNA 整流器主电路的参数,并给出了网端电感和输出端 电容的设计方法。

最后综合运用控制系统仿真软件 MATLAB  和通用电路仿真软件 PSPICE,建立了 VIENNA 整流器的系统仿真模型,对三相三电平 VIENNA 整流器进行了系统仿真,仿真结果表明了理论分析的正确性和可行性。

本仿真实验参数的选择原则是首先保证使功率因数接近 1,兼顾减小谐波大 小。仿真中选择了两种调制频率 6kHz 和 10kHz。

具体的电路参数由第四章的公式算得入下:

开关频率 6kHz时,相电压 200V,额定功率PN=3kW,直流电压 432V,

LS=3mH,C1=0.895mF,R=60 Ω ,调制比为 0.7。

开关频率 10kHz时,稳态直流电压 430V,电网相电压峰值 200V,额定功 率PN=3kW,调制比为 0.7,为使功率因数接近 1,LS的值是 1.75mH。电容取

0.68mF。