中心議題：

• 三相電壓型PWM整流器控製方案
• 空間矢量控製的PWM整流器仿真模型建立和分析

解決方案：

• 由主電路和控製回路兩部分組成
• 控製單元通過矢量運算
  ，生成所需要的PWM波
  ，控製雙向變換器

傳統的PWM控製技術多用於兩電平電路的驅動控製，其主要方法是正弦脈寬調製（SPWM），調tiao製zhi波bo為wei正zheng弦xian波bo

，依yi靠kao三san角jiao載zai波bo和he調tiao製zhi波bo的de比bi較jiao得de出chu交jiao點dian實shi施shi控kong製zhi，其qi電dian壓ya利li用yong率lv低di，諧xie波bo含han量liang大da。而er隨sui著zhe微wei處chu理li器qi技ji術shu的de發fa展zhan和he多duo電dian平ping電dian路lu的de出chu現xian
，湧yong現xian出chu很hen多duo新xin的de控kong製zhi方fang法fa
，如ru優you化huaPWM方式、滯環電流控製方式、空間電壓矢量控製方式等等。

其中，空間電壓矢量控製通過合理地選擇、安排開關狀態的轉換順序和通斷持續時間，改變多個脈衝寬度調製電壓的波形寬度及其組合，達到較好的控製。相對SPWM控製，具有電壓利用率高、諧波含量小
、大大改善了係統的靜態和動態性能，具有結構簡單、容易實現、控製精度高等特點。本文采用空間矢量控製的控製策略，並對整流電路采用電壓外環PI和電流內環PI控製相結合的方法，建立三相電壓型PWM矢量控製方案的仿真模型，並對其進行分析研究。
　　
三相電壓型PWM整流器控製方案
　　
圖1為三相電壓型PWM整流器空間矢量控製框圖
，它由主電路和控製回路兩部分組成。其中

，控製回路主要由輸入電流和輸出電壓檢測、坐標變換
、PI控製器和SVPWM脈衝產生等部分組成。其原理如下：三san相xiang交jiao流liu電dian通tong過guo三san相xiang電dian壓ya型xing整zheng流liu電dian路lu整zheng流liu為wei穩wen定ding的de直zhi流liu電dian壓ya。同tong時shi
，控kong製zhi回hui路lu對dui主zhu電dian路lu的de輸shu入ru電dian流liu和he輸shu出chu直zhi流liu電dian壓ya進jin行xing檢jian測ce，一yi方fang麵mian，將jiang檢jian測ce值zhi與yu給gei定ding值zhi進jin行xing比bi較jiao後hou送song入ruPI控製調節器，輸出值與電流比較並將其輸出送入PI控製器變為電壓信號，再經坐標變換送入SVPWM脈衝產生單元，完成電壓閉環控製；另一方麵
，將檢測的輸入電流經坐標變換與給定電流比較

，送入PI控製器變為電壓信號
，再經坐標變換送入SVPWM脈衝產生單元
，完成電流的閉環控製。矢量控製單元通過矢量運算，生成所需要的PWM波，控製雙向變換器，達到輸出電壓的穩定和輸入側交流電流的正弦化。


圖1三相電壓型PWM空間矢量控製方框圖
　　
控製係統框圖中的PI控製模塊、坐標變換模塊和矢量控製模塊的工作原理參考文獻1，其具體參數需要在仿真中確定。
　　
空間矢量控製的PWM整流器仿真模型建立和分析
　　
1仿真模型的建立
　　
利用Matlab/Simulink軟件包，根據控製框圖建立仿真模型。仿真模型主要包括主電路模型、控製電路模型和功率因數計算模型等。
　　
(1)主電路模型
　　
主電路仿真模型如圖2所示。它主要由輸入電源模塊、三相整流器模塊和一些電壓、電流測量單元組成。


圖2主電路模型
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(2)控製電路模型
　　
控製電路仿真模型如圖3所示。它主要由PI控製器模型
、坐標變換模型以及矢量控製器模型等部分組成。其中，坐標變換和矢量控製器仿真模型的建立主要根據矢量控製原理搭建而成[2]，其仿真模型如圖4所示。

圖3控製電路模型


圖4SVPWM仿真模型
　　
(3)功率因數計算模型

圖5功率因數計算模型

2仿真結果
　　
根據上麵搭建的仿真模型
，給定仿真參數假定如下：交流側輸入為三相260V交流電壓
，交流側電感取3.4mH，直流側濾波電容為1000µf，給定直流輸出電壓為650V，開關頻率10KHZ，負載電阻為40Ω。在t=0.05s時，突加負載使負載電阻由40Ω變為20Ω。仿真結果如下所示。


圖6輸入a相電壓和電流穩態波形圖7輸出直流電壓穩態波形

圖8功率因數響應曲線

圖9輸入電流隨負荷波動曲線圖10輸出直流電壓隨負荷波動曲線

根據電壓空間矢量控製的基本概念和控製框圖
，建立三相電壓型PWM整流器空間矢量控製的仿真模型，並對每個模塊進行詳細的分析。從圖6～圖8可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)輸(shu)出(chu)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)快(kuai)，輸(shu)入(ru)交(jiao)流(liu)側(ce)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)為(wei)正(zheng)弦(xian)波(bo)且(qie)與(yu)輸(shu)入(ru)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)相(xiang)位(wei)相(xiang)同(tong)，基(ji)本(ben)實(shi)現(xian)了(le)單(dan)位(wei)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)。另(ling)外(wai)從(cong)圖(tu)9和圖10可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，當(dang)突(tu)加(jia)負(fu)載(zai)時(shi)，整(zheng)流(liu)器(qi)輸(shu)入(ru)側(ce)電(dian)流(liu)幅(fu)值(zhi)變(bian)大(da)並(bing)有(you)少(shao)許(xu)的(de)波(bo)動(dong)
，但(dan)很(hen)快(kuai)就(jiu)恢(hui)複(fu)為(wei)正(zheng)弦(xian)波(bo)
，同(tong)時(shi)輸(shu)出(chu)側(ce)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di)，但(dan)很(hen)快(kuai)也(ye)恢(hui)複(fu)到(dao)給(gei)定(ding)的(de)650V直流電壓。通過仿真結果可以看出采用空間矢量控製的整流器具有很好的動態特性和穩定性。