总第47卷2010年

第538期电测与仪表

ElectricalMeasurement&Instrumentation

Vol.47No.538

Oct.2010

第10期

基于空间矢量控制的PWM整流器建模与仿真

韩啸一，邱瑞昌

（北京交通大学电气工程学院，北京100044）

摘要：为了设计三相电压型PWM整流器系统，需要建立系统仿真模型进行控制方案和参数的验证，首先由整流

器拓扑结构得到了同步旋转坐标系下的数学模型，根据此模型建立了基于电压外环和电流内环的双闭环控制系统，并给出了具体设计方法。采用简化的SVPWM控制策略来实现整流器电流控制的目的，通过Matlab/仿真结果表明整流器能够输出稳定的直流电压，实现了能量的双向流动和单位功Simulink对系统进行了仿真，

率因数运行，从而验证了该设计方案的正确性。关键词：PWM整流器；仿真；双闭环控制；SVPWM；单位功率因数中图分类号：TM461文献标识码：A

文章编号：1001－1390（2010）10－0059－04

ModelandSimulationofPWMRectifierBasedonSpaceVectorControl

HANXiao-yi,QIURui-chang

(CollegeofElectricalEngineering,Beijingjiaotonguniversity,Beijing100044,China)

Abstract:Inordertodesignthree-phasevoltage-typePWMrectifiersystem,controlmethodandparametersshouldbeverifiedbysystemsimulationmodel.Bythethree-phasevoltage-typePWMrectifiertopology,therotatingcoordinatesystemmathematicalmodelwasgotten.Accordingtothismodel,doubleclosed-loopcontrolsystemwasestablishedbasedontheinnercurrentloopandoutervoltageloop,andgavecontrolsystemdesign.UsingsimplifiedSVPWMcontrolstrategytoachievetherectifiercurrentcontrol,thesystemwassimulatedbytheMatlab/simulink.Thesimulationresultsshowthatusingthiscontrolmethod,rectifiercanoutputstableDCvoltageandrealizetwo-wayflowofenergyandunitypowerfactoroperation,whichverifythecorrectnessofthedesign.

Keywords:PWMrectifier,simulation,doubleclosed-loopcontrol,SVPWM,unitypowerfactoroperation0

引言

常规的整流环节广泛采用了二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路，因而对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。PWM整流器实现了网侧电流正弦化，且运行于单位功率因数，甚至

[1]能量可双向流动，真正实现了“绿色电能变换”。

RÅ空间脉宽调制(SVPWM)技术是PWM整流器技术

的一种，SVPWM依据变流器空间电压矢量切换来控制变流器，将SVPWM应用于整流器控制之中，主要继承了SVPWM电压利用率高、动态响应快等优点。三相VSR控制系统设计

三相VSR由网侧回路、功率开关管桥路以及直流回路组成，拓扑结构如图1。三相对称静止坐标系(a,b,c)中，交流侧的电压电流均为时变交流量，不利于控制系统的设计，为此，可通过坐标变换将三相对称静止坐标系中的基波正弦1

图1三相VSR拓扑结构图Fig.1Topologyofthree-phaseVSR

变量将转化成同步旋转坐标系中的直流变量。三相VSR在两相旋转坐标系下的dq模型为：

edvdLp+R-ωLid

=+（1）eqωLLp+Riqvq

!"!"!"!"

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vdid+vqiq）=vdcidc（2）2式中ed、eq为电网电动势的d、q分量；vd、vq、id、iq为交流

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