脈沖整流器課件

1、西南交通大學(xué)電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)(jsh)Power Electronics脈沖整流器電路脈沖整流器電路第一頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)第第1 1節(jié)節(jié) 單相單相(dn xin)(dn xin)脈沖整流器（四象限變換器）脈沖整流器（四象限變換器）1.1.電路電路(dinl)(dinl)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)能將輸入的交流變成直流，也可將直流逆變能將輸入的交流變成直流，也可將直流逆變(n bin)(n bin)成交成交流電回饋電網(wǎng)。無論整流或逆變流電回饋電網(wǎng)。無論整流或逆變(n bin)(n bin)其電網(wǎng)側(cè)的電流其電網(wǎng)側(cè)的電流與電壓同相位、波形近似正弦，功率因數(shù)接近單位值。與電壓同相位、波形近似正弦，功率

2、因數(shù)接近單位值。PWMPWM整流器分為電壓型與電流型兩類。主要應(yīng)用的是電壓整流器分為電壓型與電流型兩類。主要應(yīng)用的是電壓型型)(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUS)(tUN第二頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)電容電容C Cd d：保證輸出電壓的恒定：保證輸出電壓的恒定交流側(cè)電感交流側(cè)電感L LN N是電路必須是電路必須(bx)(bx)的。它包括外接電感與變的。它包括外接電感與變壓器漏感壓器漏感主電路交流側(cè)的電阻主電路交流側(cè)的電阻R R，包括電感電阻和交流電源內(nèi)阻，包括電感電阻和交流電源內(nèi)阻，電路中未畫出。電路中未畫出。當(dāng)輸入當(dāng)輸入(

3、shr)(shr)側(cè)的交流電壓側(cè)的交流電壓u uN N（t t）與電流）與電流i iN N（t t）均為正）均為正弦時(shí)：弦時(shí)：tUtuNN1sin2)(tItiNN1sin2)(直流輸出直流輸出(shch)(shch)與交流輸入功率的瞬時(shí)值應(yīng)當(dāng)相等：與交流輸入功率的瞬時(shí)值應(yīng)當(dāng)相等：第三頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)tItUtitutiuNNNNdd11sin2sin2)()()(112)2cos1 (sin2)()()(dddNNdNNdNNdiItUIUtUIUutituti可見，直流電流可見，直流電流i id d將以將以2 2倍網(wǎng)頻脈動(dòng)。要得到恒定的倍網(wǎng)頻脈動(dòng)。要得到恒定的輸出電壓應(yīng)當(dāng)在脈沖

4、整流器與負(fù)載間接一個(gè)由電感輸出電壓應(yīng)當(dāng)在脈沖整流器與負(fù)載間接一個(gè)由電感電容組成的二次諧波濾波器以平衡以電容組成的二次諧波濾波器以平衡以2 2倍網(wǎng)頻脈動(dòng)倍網(wǎng)頻脈動(dòng)的能量的能量(nngling)(nngling)，即電路中，即電路中L L2 2C C2 2支路。支路。第四頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)T1T4按按SPWM方式進(jìn)行控制。控制正弦方式進(jìn)行控制?？刂普?zhngxin)信號(hào)的頻信號(hào)的頻率與電網(wǎng)頻率相同。在脈沖整流器交流側(cè)產(chǎn)生的交流電壓率與電網(wǎng)頻率相同。在脈沖整流器交流側(cè)產(chǎn)生的交流電壓uS(t)的基波與電網(wǎng)電壓同頻率，其幅值和與的基波與電網(wǎng)電壓同頻率，其幅值和與 網(wǎng)壓的相位網(wǎng)壓的相位可控。

5、電感可控。電感LN抑制抑制uS(t)中的高次諧波電壓所產(chǎn)生的諧中的高次諧波電壓所產(chǎn)生的諧波電流。因此波電流。因此iN(t)也是與電網(wǎng)同頻率的正弦量也是與電網(wǎng)同頻率的正弦量2. 電路的工作模式與能量關(guān)系電路的工作模式與能量關(guān)系(gun x)設(shè)交流電源側(cè)的電壓與電流均為正弦。以交流電源的正設(shè)交流電源側(cè)的電壓與電流均為正弦。以交流電源的正半周為例：半周為例：第五頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)(1)(1)模式模式1 1：S S1 1S S3 3導(dǎo)通信號(hào)。此時(shí)導(dǎo)通信號(hào)。此時(shí)(c sh)(c sh)電路方程是：電路方程是：NNN NNddiLR iUUdt)(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(

6、tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUS)(tUNi iN N為正時(shí)，為正時(shí)，D D1 1和和D D3 3導(dǎo)通，交流側(cè)輸出導(dǎo)通，交流側(cè)輸出(shch)(shch)能量，直流側(cè)吸能量，直流側(cè)吸取能量，處于整流狀態(tài)，取能量，處于整流狀態(tài)， i iN N減小，減小，L LN N釋放能量釋放能量第六頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)i iN N為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，T T1 1和和T T3 3導(dǎo)通，交流側(cè)吸收能量，直流側(cè)釋放能導(dǎo)通，交流側(cè)吸收能量，直流側(cè)釋放能量，處于能量反饋量，處于能量反饋(fnku)(fnku)狀態(tài)，狀態(tài)， i iN N增大，增大，L LN N儲(chǔ)能儲(chǔ)能NNN NNddiLR iUU

7、dt（2 2）模式）模式2 2：S S2 2S S4 4導(dǎo)通信導(dǎo)通信(tng xn)(tng xn)號(hào)。此時(shí)電路方程號(hào)。此時(shí)電路方程是：是：)(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUS)(tUNi iN N為正時(shí)，為正時(shí)，T T2 2和和T T4 4導(dǎo)通，交流側(cè)與直流側(cè)均輸出導(dǎo)通，交流側(cè)與直流側(cè)均輸出(shch)(shch)能能量，量，i iN N增大，增大，L LN N儲(chǔ)能儲(chǔ)能第七頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)i iN N為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，D D2 2和和D D4 4導(dǎo)通，交流側(cè)與直流側(cè)均吸收導(dǎo)通，交流側(cè)與直流側(cè)均吸收(xshu)(xs

8、hu)能能量，量，i iN N減小，減小，L LN N放能。放能。NNN NNdiLR iUdt（3 3）模式）模式3 3：S S1 1S S2 2導(dǎo)通信導(dǎo)通信(tng xn)(tng xn)號(hào)。此時(shí)電路方程是：號(hào)。此時(shí)電路方程是：)(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUN)(tUS直流側(cè)與交流側(cè)無能量直流側(cè)與交流側(cè)無能量(nngling)(nngling)交換，交流電源被短交換，交流電源被短接接第八頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)i iN N為正時(shí)為正時(shí)(zhn sh)(zhn sh)，D D1 1和和T T2 2導(dǎo)通，導(dǎo)通，i iN

9、 N增大，增大，L LN N儲(chǔ)能。儲(chǔ)能。 i iN N為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，D D2 2和和T T1 1導(dǎo)通，導(dǎo)通，i iN N減小，減小，L LN N放能。放能。NNN NNdiLR iUdt（4 4）模式）模式4 4：S S3 3S S4 4導(dǎo)通信號(hào)。此時(shí)電路方程導(dǎo)通信號(hào)。此時(shí)電路方程(fngchng)(fngchng)如如下下)(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUN)(tUS直流側(cè)與交流直流側(cè)與交流(jioli)(jioli)側(cè)無能量交換，交流側(cè)無能量交換，交流(jioli)(jioli)電電源被短接源被短接第九頁，共四十三頁。西

10、南交通大學(xué)i iN N為正時(shí)，為正時(shí)，D D4 4和和T T3 3導(dǎo)通，導(dǎo)通，i iN N增大增大(zn d)(zn d)，L LN N儲(chǔ)能。儲(chǔ)能。i iN N為負(fù)時(shí)，為負(fù)時(shí)，D D3 3和和T T4 4導(dǎo)通，導(dǎo)通，i iN N減小，減小，L LN N放能。放能。3. 電路的工作過程電路的工作過程主開關(guān)的控制主開關(guān)的控制(kngzh)信號(hào)如圖所示信號(hào)如圖所示uXuYuN第十頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)區(qū)域區(qū)域1 1：T T1 1T T2 2全為斷信號(hào)，電壓全為斷信號(hào)，電壓(diny)(diny)、電流為正，所以、電流為正，所以T T4 4D D3 3導(dǎo)通，導(dǎo)通， u uN N給給L LN N儲(chǔ)

11、能。儲(chǔ)能。區(qū)域區(qū)域2 2：D D1 1onon，D D3 3onon，u uN N 和和L LN N給直流側(cè)供能。給直流側(cè)供能。區(qū)域區(qū)域3 3：D D1 1onon，T T2 2onon，u uN N 給給L LN N供能。供能。其它的區(qū)域分析方法相同。其它的區(qū)域分析方法相同。注意電路中注意電路中 u uN N、L LN N與開關(guān)與開關(guān)(kigun)(kigun)組成了組成了“升壓斬波器升壓斬波器”。例如，例如，u uN N0 0時(shí)，時(shí)，T T4 4、D D3 3、D D1 1、L LN N與與u uN N組成了一個(gè)升壓斬波組成了一個(gè)升壓斬波器；器；D D1 1、T T2 2、D D3 3 、

12、L LN N與與u uN N組成了另一個(gè)升壓斬波器。組成了另一個(gè)升壓斬波器。同理，在同理，在u uN N0 0時(shí)也有兩個(gè)時(shí)也有兩個(gè)(lin )(lin )等效的升壓斬波器。等效的升壓斬波器。第十一頁，共四十三頁。西南交通大學(xué))(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUN)(tUS)(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUN)(tUS第十二頁，共四十三頁。西南交通大學(xué))(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUN)(tUS

13、)(tUN)(tUN+ +2L2C- -dCNL)(tiNdU1D4D1T4T3D2T2D3T)(tUN)(tUS第十三頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)為了為了(wi le)(wi le)為使為使PWMPWM整流器能夠正確工作，必須使直流電整流器能夠正確工作，必須使直流電壓值大于交流電源電壓的幅值。壓值大于交流電源電壓的幅值。 以以u uN N0 0時(shí)，時(shí)，T T4 4、D D3 3、D D1 1、L LN N與與u uN N組成的升壓斬波器的工作組成的升壓斬波器的工作為例，當(dāng)為例，當(dāng)T T4 4導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)，u uS S經(jīng)經(jīng)T T4 4、D D3 3被短路，電感中的電流增被短路，電感中的電流增

14、大，電感儲(chǔ)能。當(dāng)大，電感儲(chǔ)能。當(dāng)T T4 4關(guān)斷時(shí)，電感儲(chǔ)能經(jīng)關(guān)斷時(shí)，電感儲(chǔ)能經(jīng)D D3 3、D D1 1向直流側(cè)向直流側(cè)電容充電。若流入電容的能量大于流出的能量，直流電壓電容充電。若流入電容的能量大于流出的能量，直流電壓就要升高就要升高(shn o)(shn o)；反之就要降低。正確地控制開關(guān)的占空；反之就要降低。正確地控制開關(guān)的占空比，就能保持直流電壓達(dá)到所要求的值并保持恒定。比，就能保持直流電壓達(dá)到所要求的值并保持恒定。 第十四頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)4. 4. 單相單相(dn xin)(dn xin)脈沖整流器的控制脈沖整流器的控制 從交流輸入側(cè)看，從交流輸入側(cè)看，PWMPWM整流

15、器主電路可以簡化為圖示整流器主電路可以簡化為圖示的等效電路。于是的等效電路。于是(ysh)(ysh)有如下的相量方程：有如下的相量方程：NNSNILjUU等效電路等效電路SULUNINU整流整流(zhngli)時(shí)矢時(shí)矢量圖量圖NILUNUSU逆變時(shí)矢量圖逆變時(shí)矢量圖NUSUNL第十五頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)由矢量圖知，當(dāng)由矢量圖知，當(dāng)u uN N不變時(shí)，不變時(shí)，i iN N的幅值與相位完全由逆的幅值與相位完全由逆變器產(chǎn)生的變器產(chǎn)生的u uS S的幅值及其與的幅值及其與u uN N的相位來決定。控制的相位來決定?？刂苪 uN N、u uS S間的相位角和間的相位角和u uS S的幅值，就能夠

16、控制交流側(cè)的電流的幅值，就能夠控制交流側(cè)的電流i iN N的大小的大小(dxio)(dxio)和相位?？梢詫?shí)現(xiàn)和相位?？梢詫?shí)現(xiàn)i iN N與與u uN N同相、反相、超前、同相、反相、超前、滯后。即通過控制，既可以使滯后。即通過控制，既可以使PWMPWM整流器在功率因數(shù)為整流器在功率因數(shù)為1 1的的條件下整流或逆變運(yùn)行；也可以使它成為一個(gè)等效的電容條件下整流或逆變運(yùn)行；也可以使它成為一個(gè)等效的電容或電感，向交流電路送出無功功率?；螂姼校蚪涣麟娐匪统鰺o功功率。 兩種控制策略：直接電流控制和間接兩種控制策略：直接電流控制和間接(jin ji)電流控制，又電流控制，又稱相位幅值控制稱相位幅值控制第

17、十六頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)(1) 間接電流控制（按矢量圖示關(guān)系控制）間接電流控制（按矢量圖示關(guān)系控制）電阻、電感上的電壓與網(wǎng)壓相加（減），構(gòu)成逆變器的控制電阻、電感上的電壓與網(wǎng)壓相加（減），構(gòu)成逆變器的控制信號(hào)。直流控制環(huán)節(jié)保證了直流電壓的恒定。如果直流電壓信號(hào)。直流控制環(huán)節(jié)保證了直流電壓的恒定。如果直流電壓低于給定，則輸入電流增大，輸入功率低于給定，則輸入電流增大，輸入功率(gngl)增大，直流電壓增大，直流電壓增高。反之則降低增高。反之則降低dU*dUNULUPItsintcosRSXLPWM4QC第十七頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)dU*dUNiPItsinRS4QCPI比較比較三角

18、波直流恒壓控制與上相同。它采用電流直流恒壓控制與上相同。它采用電流(dinli)(dinli)跟蹤方式以確跟蹤方式以確保網(wǎng)壓與網(wǎng)泫的同相位。為方便濾波器的設(shè)計(jì)，電流保網(wǎng)壓與網(wǎng)泫的同相位。為方便濾波器的設(shè)計(jì)，電流(dinli)(dinli)跟蹤采用了跟蹤采用了PWMPWM方式方式(2)直接電流控制直接電流控制引入交流電流反饋引入交流電流反饋(fnku)、直接控制交流電流使其跟蹤指令、直接控制交流電流使其跟蹤指令電流值電流值。第十八頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)兩種控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)：兩種控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)：間接電流控制的主要優(yōu)點(diǎn)：不需要電流互感器，控制間接電流控制的主要優(yōu)點(diǎn)：不需要電流互感器，控制成本

19、低，電路簡單，易實(shí)現(xiàn)，靜態(tài)特性好，且控制原成本低，電路簡單，易實(shí)現(xiàn)，靜態(tài)特性好，且控制原理清楚。理清楚。主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)(qudin)(qudin)是：是：（1 1）自身無限流功能（無電流環(huán)），需加過流保）自身無限流功能（無電流環(huán)），需加過流保護(hù)電路護(hù)電路（2 2）系統(tǒng)從一種穩(wěn)態(tài)向另一穩(wěn)態(tài)過渡時(shí)電流中會(huì)出現(xiàn)直）系統(tǒng)從一種穩(wěn)態(tài)向另一穩(wěn)態(tài)過渡時(shí)電流中會(huì)出現(xiàn)直流分量流分量（3 3）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。 第十九頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)直接電流控制的優(yōu)點(diǎn)：輸入直接電流控制的優(yōu)點(diǎn)：輸入(shr)(shr)交流側(cè)電流快速跟蹤電流交流側(cè)電流快速跟蹤電流指令，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，限流容易，控制精度

20、高指令，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，限流容易，控制精度高缺點(diǎn)：（缺點(diǎn)：（1 1）輸入電流檢測需要寬頻帶的電流傳感器，）輸入電流檢測需要寬頻帶的電流傳感器，控制成本高。（控制成本高。（2 2）電流脈動(dòng)大，增加了注入電網(wǎng)的）電流脈動(dòng)大，增加了注入電網(wǎng)的諧波諧波5 5 間接間接(jin ji)(jin ji)電流控制系統(tǒng)仿真電流控制系統(tǒng)仿真dU*dU31SUNUGent sint cosLUNI*NIK4NUNU25第二十頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)將將I IN* *與正弦項(xiàng)相乘得到與網(wǎng)壓同相的電流與正弦項(xiàng)相乘得到與網(wǎng)壓同相的電流(dinli)(dinli)有功分有功分量，將量，將I IN* *與余弦項(xiàng)相乘得到

21、垂直于網(wǎng)壓的電壓分量，與余弦項(xiàng)相乘得到垂直于網(wǎng)壓的電壓分量，“4”4”的輸出模擬了電感上的電壓值。當(dāng)不計(jì)電阻的輸出模擬了電感上的電壓值。當(dāng)不計(jì)電阻R R時(shí)，時(shí)，它們合成的電壓矢量必然滿足它們合成的電壓矢量必然滿足LNSUUU將實(shí)際值將實(shí)際值U Ud與給定值與給定值U Ud* *比較，其差值送直流電壓調(diào)節(jié)比較，其差值送直流電壓調(diào)節(jié)器器“2”2”。如果。如果U Ud* *U Ud，表示實(shí)際消耗的直流功率變大，表示實(shí)際消耗的直流功率變大了，應(yīng)增大交流輸入電流。所以了，應(yīng)增大交流輸入電流。所以(suy)(suy)將將 “ “2”2”的輸出的輸出作為交流電流的給定值作為交流電流的給定值I IN* *。第

22、二十一頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)將實(shí)際電流將實(shí)際電流IN與給定電流與給定電流IN*比較，產(chǎn)生由于功率變化而引比較，產(chǎn)生由于功率變化而引起的補(bǔ)償分量起的補(bǔ)償分量(fn ling)(fn ling)，并經(jīng)調(diào)節(jié)器，并經(jīng)調(diào)節(jié)器“5”5”產(chǎn)生修正信號(hào)產(chǎn)生修正信號(hào) UN，因此：因此：可以證明，主電路中電阻的影響可以被消除可以證明，主電路中電阻的影響可以被消除采用采用MATLABMATLAB的仿真如圖示。的仿真如圖示。從仿真中知，間接電流控制方式易受負(fù)載變化從仿真中知，間接電流控制方式易受負(fù)載變化(binhu)(binhu)、調(diào)節(jié)器參數(shù)變化調(diào)節(jié)器參數(shù)變化(binhu)(binhu)和電阻、電感參數(shù)的影響。

23、可和電阻、電感參數(shù)的影響。可能會(huì)出現(xiàn)控制誤差。此外，電路的升壓倍數(shù)也要影響能會(huì)出現(xiàn)控制誤差。此外，電路的升壓倍數(shù)也要影響系統(tǒng)的響應(yīng)過程。系統(tǒng)的響應(yīng)過程。第二十二頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)第二十三頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)6 6 直接電流控制系統(tǒng)直接電流控制系統(tǒng)(kn zh x tn)(kn zh x tn)仿真仿真第二十四頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)+ +- -dCdU1T4T6T5T2T3T電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)電容電容CdCd：保證輸出：保證輸出(shch)(shch)電電壓的恒定。交流側(cè)電感壓的恒定。交流側(cè)電感LNLN是是電路必須的。它包括外接電電路必須的。它包括外接電感與變壓器漏感。升壓

24、電感感與變壓器漏感。升壓電感與單相不同與單相不同(b tn)(b tn)電路中不需要二次濾波支路。設(shè)三相電路中不需要二次濾波支路。設(shè)三相電流與三相電壓同相，波形完全正弦，直流側(cè)電壓平直。電流與三相電壓同相，波形完全正弦，直流側(cè)電壓平直。輸入與輸出的電功率平衡，有輸入與輸出的電功率平衡，有)()()()()()()(111titutitutitutiUCCnBBnAAndd第第2 2節(jié)三相節(jié)三相(sn xin)(sn xin)脈沖整流器脈沖整流器第二十五頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)即是即是ddoodooIUIUttttttUIUidcos3)240cos()240cos()120cos()120

25、cos()cos(cos2111111可見直流側(cè)的電流可見直流側(cè)的電流(dinli)(dinli)是常數(shù)，不需要二次諧波濾波是常數(shù)，不需要二次諧波濾波器器三相脈沖整流電路的工作模式分析三相脈沖整流電路的工作模式分析電路的分析比較復(fù)雜，需要將開關(guān)狀態(tài)、三相電流結(jié)電路的分析比較復(fù)雜，需要將開關(guān)狀態(tài)、三相電流結(jié)合起來，合起來，( (與逆變與逆變(n bin)(n bin)電路分析相同電路分析相同) )設(shè)相電流與相電設(shè)相電流與相電壓同相，均為正弦壓同相，均為正弦第二十六頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)2431vavbvc第二十七頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)區(qū)域區(qū)域(qy)(qy)1 1：T135T135，

26、iaia、icic為正為正ibib為負(fù)為負(fù)+ +dCdU1T5T3T等效電路如圖。等效電路如圖。D1D5T3D1D5T3導(dǎo)通。三相電壓作用在三相導(dǎo)通。三相電壓作用在三相電感上，電流增加電感上，電流增加(zngji)(zngji)，電感儲(chǔ)能，電感儲(chǔ)能區(qū)域區(qū)域(qy)(qy)2 2：T165T165，iaia、icic為正為正ibib為負(fù)為負(fù)等效電路如圖。等效電路如圖。D1D5D6D1D5D6導(dǎo)通。三相電源發(fā)出電能，電流減導(dǎo)通。三相電源發(fā)出電能，電流減小，電感釋放儲(chǔ)能小，電感釋放儲(chǔ)能第二十八頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)+ +- -dCdU1T6T5T區(qū)域區(qū)域(qy)(qy)3 3：T162T162

27、，iaia、icic為正為正ibib為負(fù)變到為負(fù)變到iaia為正為正ibibicic為負(fù)。等效電路如圖。注意到為負(fù)。等效電路如圖。注意到bcbc兩相間短路環(huán)流兩相間短路環(huán)流+ +- -dCdU1T6T2T第二十九頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)+ +- -dCdU1T6T2T區(qū)域區(qū)域(qy)(qy)3 3：T462T462，iaia為正、為正、icibicib為負(fù)等效電路如圖。為負(fù)等效電路如圖。- -dCdU4T6T2T第三十頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)按上述方法可分析出各個(gè)區(qū)域中器件的通斷狀態(tài)并確定能按上述方法可分析出各個(gè)區(qū)域中器件的通斷狀態(tài)并確定能量的流動(dòng)方向量的流動(dòng)方向該電路中工作該電路中工

28、作(gngzu)(gngzu)模式是：模式是：非零狀態(tài)下的三個(gè)二極管導(dǎo)通模式非零狀態(tài)下的三個(gè)二極管導(dǎo)通模式非零狀態(tài)下的二個(gè)二極管一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通模式非零狀態(tài)下的二個(gè)二極管一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通模式零狀態(tài)下的二個(gè)二極管一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通模式模式零狀態(tài)下的二個(gè)二極管一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通模式模式工作模式與電流方向工作模式與電流方向( (例如再生時(shí)例如再生時(shí)) )有關(guān)有關(guān)三相脈沖整流電路的控制三相脈沖整流電路的控制三相脈沖整流電路可分為三相脈沖整流電路可分為3 31 1相電路和相電路和3 3相兩種。相兩種。這里指的是后者。按照電路規(guī)則，對稱這里指的是后者。按照電路規(guī)則，對稱(duchn)(duchn)三三相電路可以用單相電路來求

29、解相電路可以用單相電路來求解第三十一頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)三相脈沖整流三相脈沖整流(zhngli)(zhngli)電路有與單相電路一樣的控制電路有與單相電路一樣的控制方式和電路。間接電流控制方式框圖：方式和電路。間接電流控制方式框圖：dU*dUCBAU,LUPI)3/2sin(kt RSXLPWM4QC)3/2cos(kt 與單相相同，該控制方式是基于與單相相同，該控制方式是基于(jy)(jy)電壓的矢量方電壓的矢量方程得到的。程得到的。第三十二頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)第三十三頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)與單相相比，三相電路不需要二次諧波濾波器。仿與單相相比，三相電路不需要二次諧波濾

30、波器。仿真系統(tǒng)真系統(tǒng)(xtng)(xtng)與結(jié)果如下圖與結(jié)果如下圖直接電流控制方式直接電流控制方式(fngsh)(fngsh)有很多種。其一為電流跟蹤方有很多種。其一為電流跟蹤方式式(fngsh)(fngsh)：dU*dUCBAi,PI)3/2sin(kt 4QCPI比較比較三角波三角波控制系統(tǒng)的框圖如圖。它的主體也是用三個(gè)單相控制控制系統(tǒng)的框圖如圖。它的主體也是用三個(gè)單相控制器來實(shí)現(xiàn)器來實(shí)現(xiàn)(shxin)(shxin)對三相的控制對三相的控制第三十四頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)第三十五頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)在仿真系統(tǒng)中，三相電流指令用三相相電壓來模擬。從在仿真系統(tǒng)中，三相電流指令用三

31、相相電壓來模擬。從結(jié)果看，系統(tǒng)的穩(wěn)定時(shí)間比間接電流控制的系統(tǒng)短，電結(jié)果看，系統(tǒng)的穩(wěn)定時(shí)間比間接電流控制的系統(tǒng)短，電路路(dinl)(dinl)的響應(yīng)更快，同樣主電路的響應(yīng)更快，同樣主電路(dinl)(dinl)不需要二次諧波不需要二次諧波濾波器。但由于其控制的原理，它的電流紋波比前者大，濾波器。但由于其控制的原理，它的電流紋波比前者大，若要減小紋波，需要提高開關(guān)頻率。若要減小紋波，需要提高開關(guān)頻率。直接電流控制方式的另一種實(shí)現(xiàn)方式（采用坐標(biāo)直接電流控制方式的另一種實(shí)現(xiàn)方式（采用坐標(biāo)(zubio)(zubio)變換理變換理論）論）第三十六頁，共四十三頁。西南交通大學(xué)PQPQ電流控制方式的核心是將三相電流變換成為電流