研究三电平PWM整流器双闭环控制系统

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。

1 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，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，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 。对三相三电平二极管箝位式整流器而言，每相输入于输出中性点都有3 种的电平，这样三相总共可以输入33=27 个电平，对应空间矢量控制的27 个矢量。相比两电平的8 个空间矢量，了可选矢量的范围，有利于提高控制性能。