创造节约型社会的政策环境以及环保意识的提高,促使人们在电力电子技术的发展中探索一条“绿色”之路。对变流装置而言,“绿色”的内涵应包括电网无谐波污染、单位功率因数,以及功率控制系统的高性能、高效率、高稳定性等传统变流装置所不具备的优越性能。 随着绿色能源技术的快速发展,PWM整流技术已成为电力电子技术研究的热点和亮点。PWM整流器可成为理想的用电设备或电网与其它电气设备的接口,因为它可以实现无电网污染和可调整的功率因数。 现有的PWM整流器可分为电压型和电流型两种,主电路由IGBT等全控型器件构成。然而,电压型PWM整流器适用于小功率电源中;电流型PWM整流器虽然可以适合于大功率场合,但由于高压大功率IGBT的成本较高,且需要每个桥臂都串联大功率快速二极管,不仅增加了主电路的复杂性和成本,而且增加了整流器的损耗。 本文采用了一种基于三相相控整流器和Buck降压斩波器相结合的主电路拓扑结构,通过PWM脉宽调制控制策略,克服了传统的二极管整流器和相控整流器的谐波含量大和功率因数低的缺点,具有PWM整流器的高功率因数和低谐波含量的优点。 本文首先对各种典型的整流器主电路拓扑结构作了比较,并且对本文所设计的整流主电路进行分析。然后,分别对该整流器的工作原理、主电路拓扑结构以及电路中晶闸管的开关特性作了介绍,并且给出整体硬件框图的设计。根据电流源型PWM整流器的原理,文中详细分析了这种基于晶闸管的PWM整流器的数学模型以及PWM调制原理及其实现过程。最后,论文对两种不同整流方案的电路作了MATLAB仿真,进一步验证本论文所提及的整流电路能实现网侧电流正弦控制且与输入电压同相位,从而达到高功率因数整流的性能要求。 本论文给出了晶闸管有源换流的PWM电流型整流器工作原理分析以及实现方案。该整流器在传统的相控整流器直流侧增加一个门极可关断开关器件,以实现整流桥式电路的有源换流。它具有成本低、性能高、利于工程实践的优点,具有较高的实用价值。 |
