電力百科：PWM整流器控制技術

2013-10-10 14:49:58 機房360　點擊量：評論 (0)

隨著工業生產和電力電子技術的飛速發展，在鋼鐵、冶金、石油、化工等工業領域,電氣設備、電力電子變換裝置的應用日益普及。在電力變換裝置中，AC DC變換即整流的應用較為廣泛。如變頻器、逆變電源、高頻開關

隨著工業生產和電力電子技術的飛速發展，在鋼鐵、冶金、石油、化工等工業領域,電氣設備、電力電子變換裝置的應用日益普及。在電力變換裝置中，AC/DC變換即整流的應用較為廣泛。如變頻器、逆變電源、高頻開關電源等，這些變換器大部分都需要整流環節，以獲得直流電壓。二極管整流濾波裝置的接入，給電網中注入了大量的電力諧波。電力諧波干擾導致電氣設備異常和事故有逐年增長的趨勢，電力系統諧波已成為威脅電力系統和其它用電負荷安全運行的“電力公害”。

目前解決電網污染的途徑主要有兩種：

(1)對電網來說,采用在電力系統中加入補償器來補償電網中的諧波。可以采用有源濾波器(APF),但是其成本比較高,控制過程復雜。近年來,靜止無功補償(SVC)已應用于負載無功補償,但在補償無功的同時,卻不能抑制諧波,甚至因晶閘管相控工作方式而成為新的諧波源。

(2)設計輸入電流和電壓同相、諧波含量低、功率因數高的整流器。

前者是產生諧波后進行補償,而后者是消除了諧波源,是解決諧波問題的根本措施。把逆變電路中的PWM技術應用于由MOSFET、IGBT等全控器件組成的整流電路,工作時可以使網側電流正弦化,獲得單位功率因數,甚至能量可以雙向流動,真正實現綠色電能轉換,這種整流器稱為PWM整流器,又稱為單位功率因數變流器。

1、PWM整流器拓撲

就PWM整流器拓撲結構而言,按直流儲能形式可分為電壓型和電流型;按電網相數可分為單相電路、三相電路和多相電路;PWM開關調制可分為硬開關調制和軟開關調制;按橋路結構可分為半橋電路和全橋電路;按調制電平可分為二電平電路、三電平電路和多電平電路;但是最基本的是按直流儲能形式分為電流型和電壓型兩大類。電壓型PWM整流器(VSR)的顯著拓撲特性就是直流側采用電容進行直流儲能,從而使VSR直流側呈低阻抗的電壓源特性,拓撲結構主要有以下幾種:單相半橋、全橋VSR拓撲結構;三相半橋、全橋VSR拓撲結構;三電平VSR拓撲結構;基于軟開關調制的VSR拓撲結構。電流型PWM整流器(CSR)拓撲結構的顯著特性就是直流側采用電感進行直流儲能,從而使CSR直流側呈高阻抗的電流源特性,常采用的CSR拓撲結構有單相、三相兩種。而對于不同功率等級以及不同的用途,可以研究各種不同的PWM整流器拓撲結構。在小功率應用場合,PWM整流器拓撲結構的研究主要集中在減小功率開關和改進直流輸出性能上。在大功率應用場合,其拓撲結構的研究主要集中在多電平拓撲結構、變流器組合以及軟開關技術上。

2、PWM整流器控制技術

控制技術是決定PWM整流器發展的關鍵因素,PWM整流控制對象是輸入電流