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随着电力电子技术的快速发展及其设备的广泛应用,所引起对电网的谐波污染也越来越受到人们的重视。传统的整流器由于存在着输入电流谐波含量高、输入功率因数低和能量不可回馈等不足,向电网注入了大量的谐波和无功,造成了严重的电网污染。对此,必须找出有效的解决方案。 鉴于有源或无源滤波是对已被污染的电网进行补偿,不是治理电网污染的最根本措施,因此有必要开发一种绿色无污染的新型电力变换装置。由于PWM整流器具有网侧电流正弦化,功率因数为1和能量可双向流动等优点,现已在单位功率因数整流、工业直流电源、交流传动等工业领域中广泛应用。可以预见,随着PWM控制技术的发展以及各种智能控制算法的应用,PWM整流器的性能会不断提高,从而会得到更广泛的应用。 本文采用二极管箝位型三电平拓扑作为电压型PWM整流器的主电路,其控制技术较为成熟,利用功率器件的串联均压,在一定程度上解决了功率器件容量与开关频率之间的矛盾,适用于高电压场合。文章针对三电平电压型PWM整流器的关键性技术难点,介绍了实验平台的硬件构架及其控制思想,给出问题的综合分析及其解决方案。 通过对电压型PWM整流器数学模型的分析,利用电压、电流双闭环控制策略控制网侧电流正弦,且与电网同频、同相;结合瞬时功率理论,通过对电压外环进行改进,提高系统的动态响应性能;估算出负载平均功率,将其前馈到改进的双闭环控制中,优化系统的抗负载扰动性能;采用中点电位平衡算法,对三电平PWM整流器直流侧中点电位波动作出有效治理。最后通过实验验证这些控制策略的合理性。