单相PWM整流器设计_周桂煜

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1、第18卷第8期电机与控制学报Vol.18No.82014年8月ElectricMachinesandControlAug．2014单相PWM整流器设计12周桂煜，张超(1．浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027;2．卧龙电气集团杭州研究院有限公司，浙江杭州310051)摘要:针对目前非线性化负载大量使用引起电网谐波和无功污染日益严重的问题，设计对电网污染很小的单相PWM整流器。通过建立和分析单相电压型PWM整流器的拓扑结构和数学模型，给出了该系统的电压、电流双闭环控制方法。该方法采用构造虚拟电流的方法进行电流内环的解耦控制，并通过

2、分析系统的瞬时有功、无功功率流以实现电压外环的线性化控制。对系统进行基于Matlab/SIMULINK的仿真分析，并进行硬件设计，搭建整流器实验模型，以进行实验验证。仿真和实验结果验证了该电压、电流双闭环控制方法的可行性，同时表明单相PWM整流器具有网侧单位功率因素运行、网侧电流正弦化、直流输出电压纹波小等优点，对电网的谐波和无功污染很小。关键词:单相PWM整流器;虚拟电流;解耦控制;瞬时有功、无功功率;双闭环控制中图分类号:TM461文献标志码:A文章编号:1007－449X(2014)08－0049－06Designofsingl

3、e-phasePWMrectifier12ZHOUGui-yu，ZHANGChao(1．CollegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China;2．WolongElectricGroupHangzhouＲesearchInstituteCo．，LTD，Hangzhou310051，China)Abstract:Seriouscurrentharmonicsandreactivepowerpollutionarecausedinpowergridbyt

4、hewideuseofnonlinearloads．Asingle-phasepulsewidthmodulation(PWM)rectifierwithlittlepollutiontothepowergridwasdesigned．Acontrolstrategywithvoltageandcurrentdual-closed-loopwasgivenbyestab-lishingthetopologyandmathematicalmodelofthesingle-phasePWMrectifier．Intheinnercurre

5、ntloopcontrolamethodofconstructingavirtualcurrentwasutilizedtoachievedecouplingcontrol，andintheoutervoltageloopcontrolinstantaneousactiveandreactivepowertheorywasutilizedtoachievethelinear-izationcontrolofvoltage．Then，simulationwasmadeusingthesoftwareofMatlab/Simulink，w

6、hilehard-waresystemwasdesignedandprototyped．Simulationandexperimentalresultsverifythefeasibilityofthevoltageandcurrentdual-closed-loopcontrolmethod．And，theresultsalsodemonstratethatthesingle-phasePWMrectifierhasadvantagesofunitpowerfactoroperationandsinusoidalcurrentint

7、heACside，smallrippleintheDCoutputvoltage，etc．Thus，currentharmonicsandreactivepowerpollutiontothepowergridcausedbysingle-phaserectifierareallverysmall．Keywords:single-phasePWMrectifier;virtualcurrent;decouplingcontrol;instantaneousactiveandre-activepower;dual-closed-loop

8、control收稿日期:2013－11－27基金项目:国家863项目(2011AA11A101)作者简介:周桂煜(1992—)，男，博士研究生，研究方向为高效感应电机本体及其驱动;张超(1989—)，男，助理工程师，研究