三电平PWM整流器双闭环控制系统的研究

在三电平PWM整流器数学建模的基础上，通过电流电压的双闭环控制，达到了有功无功解耦控制的效果，实现了网侧单位功率因数。针对三电平变换器中直流母线电容电压平衡问题，给出了解决方案。实验结果验证了该控制方案的可行性，可有效保持直流母线电压的稳定，使其具有电流谐波含量低、动态响应性能好、抗干扰能力强等优点，具有很强的实用性。

　　引言：

　　伴随着各种谐波标准逐步被工业界采纳，功率因数和谐波含量已成为设计电力电子设备时不得不考虑的因素。由传统的不控整流和相控整流过渡到PWM整流已成为发展趋势。与传统的整流方式相比，PWM整流采用PWM技术控制整流桥臂上各开关管的导通和关断，使电路的输入电流近似为正弦，且与输入电压同相位，因此具有功率因数高，输出电压纹波小，动态响应好等优点。

　　在高压大容量应用领域，三电平PWM整流器拥有明显的优势。与更高电平整流器相比，其控制相对简单，硬件成本较低;与同电压等级的两电平PWM整流器相比，则具有主功率开关管承受电压低，相同开关频率下电流谐波小等优点。

　　2 三电平PWM 整流器电路拓扑数学模型

　　三电平PWM整流器主电路拓扑结构如图1 所示。对三相三电平二极管箝位式整流器而言，由于每相输入相对于输出中性点都有3 种可能的电平，这样三相总共可以输入33=27 个电平状态，对应空间矢量控制的27 个矢量状态。相比两电平的8 个空间矢量来说，增加了可选矢量的范围，有利于提高控制性能。