大工15春《电源技术》大作业题目及要求答案.pdf

大连理工大学电源技术大作业大连理工大学电源技术大作业姓名：学号：学习中心：大工大工 1515 春电源技术大作业春电源技术大作业题目三：题目三：PWMPWM 整流技术综述整流技术综述总总则：则：介绍 PWM 整流器原理、特点，分析 PWM 整流器主电路拓补结构及其控制策略。撰写要求：撰写要求：（1）画出 PWM 整流拓补电路图，介绍 PWM 整流器原理、特点。（2）就目前 PWM 整流技术研究现状在主电路结构及其控制策略方面进行综述。（3）总结（需要说明的问题）。（4 4）为区分离线作业是否独立完成，请写些自己对该课程的想法或者学习）为区分离线作业是否独立完成，请写些自己对该课程的想法或者学习心得。心得。作业具体要求：作业具体要求：1.封面格式封面名称：大连理工大学电源技术大作业，字体为宋体加黑，字号为小一；姓名、学号、学习中心等字体为宋体，字号为小三号。2.文件名大作业上交时文件名写法为：姓名 奥鹏卡号学习中心（如：戴卫东101410013979 浙江台州奥鹏学习中心1VIP）；以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在10M 以内），选择已完成的作业（注意命名），点提交即可。如下图所示。截止时间：2015 年 9 月 1 日 23:59:59 前。3.正文格式作业正文内容统一采用宋体，字号为小四，字数在 2000 字以上。PWMPWM整流技术综述整流技术综述1 1前前言言经过多年的研究和发展，PWM 整流器的主电路己从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路；其拓扑结构已从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路；PWM 开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制；控制策略从间接电流控制发展到了直接电流控制；而主电路类型上，既有电压型整流器，也有电流型整流器。自20世纪90年代以来，PWM整流器的研究主要集中在以下几个方面：PWM整流器的建模与分析；电压型PWM整流器的电流控制；主电路拓扑结构研究；系统控制策略研究；电流型PWM整流器研究。由于PWM整流器网侧呈现出受控电流源特性，因而这一特性使得PWM整流器及其控制技术获得进一步的发展和拓宽，并取得了更为广泛和更为重要的应用，如静止无功补偿、有源电力滤波、统一潮流控制、超导储能、高压直流输电、电气传动、新型UPS以及太阳能、风能等再生能源的并网发电等。2 2PWMPWM整流器原理整流器原理2.1 PWM整流电路基本特性PWM整流器与以往的整流器相比，具有以下的优良性能：(1)网侧电流为正弦波；(2)网侧功率因数可控制(如单位功率因数控制)；(3)电能双向传输：(4)较快的动态控制响应。由于PWM整流器电能可双向传输，当PWM整流器从电网吸收电能时，其运行于整流工作状态；而当PWM整流器向电网传输电能时，其运行于有源逆变状态。所谓单位功率因数是指：当PWM运行于整流状态时，网侧电压、电流同相位(正阻特性)；当PWM运行于有源逆变状态时，其网侧电压、电流反相位(负阻特性)。进一步研究表明，由于PWM整流器其网侧电流及功率因数均可控制，因而可被推广应用于有源电力滤波及无功补偿等其它一些非整流器应用场合。由此可见，PWM整流器实际上是一个其交、直流侧可控，可以在四象限运行的变流装置。图1-1为PWM整流器模型电路，该电路由交流回路、功率开关桥路以及直流回路组成。其中交流回路包括交流电动势e以及网侧电感L等，直流回路包括负载电阻RL及负载电动势e等；功率开关管整流电路可由电压型或电流型整流电路组成。图1-1 PWM整流器模型电路图当不计功率管损耗时，由交、直流侧功率平衡关系得：iv iDCvDC式中：i、v模型电路交流侧电流、电压；iDC、vDC模型电路直流侧电流、电压。(11)由上式不难理解：通过对模型电路交流侧的控制，就可以控制其直流侧，反之亦然。以下从模型电路交流侧入手，来分析PWM整流器的运行状态和控制原理。2.2 PWM整流电路工作原理将普通整流电路中的二极管或晶闸管换成IGBT或MOSFET等自关断器件，并将SPWM技术应用于整流电路，这就形成了PWM整流电路。通过对PWM整流电路的适当控制，不仅可以使输入电流非常接近正弦波，而且还可以使输入电流和电压同相位，功率PWM整流电路由于需要较大的直流储能电感以及交流侧LC滤波环节所导致的电流畸变、振荡等问题，使其结构和控制复杂化，从而制约了它的应用和研究。相比之下，电压型PWM整流电路以其结构简单，较低的损耗等优点，电压型PWM整流电路的成功应用更现实鸭故选择电压型PWM整流电路进行研究。下面分别介绍单相和三相PWM整流电路的拓扑结构和工作原理。