PWM整流电路的原理及操控

　　PWM整流电路是选用PWM操控方法和全控型器材组成的整流电路，它能在不同程度上处理传统整流电路存在的问题。把逆变电路中的SPWM操控技能用于整流电路，就形成了PWM整流电路。经过对PWM整流电路进行操控，使其输入电流十分挨近正弦波，且和输入电压同相位，则功率因数近似为1。因此，PWM整流电路也称单位功率因数变流器。

　　1.单相PWM整流电路

　　单相桥式PWM整流电路如图1所示。依照天然采样法对功率开关器材VT1～VT4进行SPWM操控，就可在全桥的沟通输入端AB间产生出SPWM波电压《？XML:NAMESPACE PREFIX = V /》。中含有和正弦调制波同频、幅值成份额的基波，以及载波频率的高次谐波，但不含低次谐波。因为沟通侧输入电感Ls的作用，高次谐波形成的电流脉动被滤除，操控正弦调制波频率使之与电源同频，则输入电流也可为与电源同频正弦波。

　　单相桥式PWM整流电路按升压斩波原理作业。当沟通电源电压时，由VT2、VD4、VD1、Ls和VT3、VD1、VD4、Ls别离组成两个升压斩波电路。以VT2、VD4、VD1、Ls构成的电路为例，当VT2导通时，经过VT2、VD4向Ls储能；当VT2关断时，Ls中的储能经过VD1、VD4向直流侧%&&&&&%C充电，致使直流电压高于的峰值。当时，则由VT1、VD3、VD2、Ls和VT4、VD2、VD3、Ls别离组成两个升压斩波电路，作业原理与时相似。因为电压型PWM整流电路是升压型整流电路，其输出直流电压应从沟通电压峰值向上调理，向低沉理会恶化输入特性，乃至不能作业。

　　输入电流相对电源电压的相位是经过对整流电路沟通输入电压的操控来完成调理。图5-47给出沟通输入回路基波等效电路及各种运转状况下的相量图。图中别离为沟通电源电压、电感上电压、电阻上电压及输入电流的基波相量，为的相量。

　　图（b）为PWM整流状况，此刻操控滞后的一个角，以保证与同相位，功率因数为1，能量从沟通侧送至直流侧。

　　图（c）为PWM逆变状况，此刻操控超前的一个角，以保证与正好反相位，功率因数也为1，但能量从直流侧回来至沟通侧。从图（b）、（c）能够看出，PWM整流电路只需操控的相位，就可方便地完成能量的双向活动，这对需求有再生制动功用、欲完成四象限运转的沟通调速体系是一种有必要的变流电路计划。

　　图（d）为无功补偿状况，此刻操控滞后一个角，以保证超前 90º，整流电路向沟通电源送出无功功率。这种运转状况的电路被称为无功功率发生器SVG（StaTIc Var Generator），用于电力体系无功补偿。

　　图（e）表明了经过操控的相位和幅值，可完成与间的恣意相位联系。

　　2.三相PWM整流电路

　　三相桥式PWM整流电路结构如图3所示，其作业原理同单相电路，仅是从单相扩展到三相。只需对电路进行三相SPWM操控，就可在整流电路沟通输入端A、B、C得到三相SPWM输出电压。对各相电压按图3（b）相量图操控，就可取得挨近单位功率因数的三相正弦电流输入。电路也可作业在逆变状况或图5-47（d）、（e）的运转状况。

　　PWM整流电路的操控

　　为使PWM整流电路取得输入电流正弦且和输入电压同相位的操控作用，依据有无电流反应可将操控方法分两种：直接电流操控和直接电流操控。直接电流操控没有引进电流反应，其动态特性差，较少使用。直接电流反应则经过运算求出沟通输入电流参考值，再选用沟通电流反应来直接操控输入电流，使其盯梢参考值，取得希望的输入特性。

　　图给出了一种最常用的电流滞环比较直接电流操控体系结构框图。这是一个双闭环操控体系，外环为直流电压操控环，内环为沟通电流操控环。直流电压给定《？XML:NAMESPACE PREFIX = V /》和实践直流电压比较较，差值信号送PI调理器作份额—积分运算，以保证完成动态调理快、静态无差，其输出作为直流电流参考值。别离乘以与三相电源电压同相位的正弦信号后，得到三相沟通电流的正弦参考值，它们别离和各自的电源电压同相位，而幅值则和反映负载电流巨细的直流电流参考值成正比，这正是整流器作单位功率因数运转时所需的沟通电流参考值。和反应的实践三相输入电流比较较后，经过对各相功率开关的滞环操控，使实践沟通输入电流盯梢参考值，完成输入电流的直接反应操控。