PWM整流器按照直流储能形式可分为电压型和电流型;按电网相数可分为单相三相和多相电路;按桥路结构可分为半桥和全桥电路;按调制电平可分为二、三和多电平电路。图3-46为三相桥式电压型PWM整流器电路,其交流侧采用三相对称的无中线连接方式,并采用6个功率开关管,这是一种最常用的三相PWM整流器,通常所谓的三相桥式电路即指三相半桥电路。下面就其原理作详细说明。
图3-46 三相全桥压型PWM整流电路
三相电压型PWM整流器的主电路如图3-48所示。若用“1”表示某相上桥臂导通,下桥臂关断,用“0”表示某相下桥臂导通,上桥臂关断,则组合起来就有8种开关状态(000、001、010、011、100、101、110、111),其中001、010、011、100、101、110为非零矢量,000、111为零矢量。
假设三相电网电动势为正弦波且三相对称,如图3-47所示,根据ua,ub,uc的过零点将一个周期分成Ⅰ-Ⅵ共6个区间。现以第Ⅵ区间为例来说明在SVPWM控制方式下的三相电压型PWM整流器的工作情况。为了简化分析,只研究三相电压型PWM整流器单位功率因数整流工作状态时的情况,此时在第Ⅵ区间中电压ua,uc为正,ub为负,则有ai,ci为正,bi为负,开关模式在111、101、100、000之间切换,其换流过程与开关状态如下,过程中忽略上下桥臂的死区时间,其他区间的换流方式分析与此类似。
图3-47 三相电网电压波形
开关模式111的电流回路图如图3-48(a)所示。此时A、B、C相均为上桥臂导通,电流极性决定了实际导通的器件为VD1、V3、VD5,此时桥臂端输入线电压vab =vbc =vca = 0。(www.xing528.com)
开关模式101的电流回路图如图3-48(b)所示。此时A、C上桥臂导通,B相下桥臂导通,电流极性决定了实际导通的器件为VD1、VD6、VD5,此时桥臂端输入线电压vab =vdc ,vbc =-vdc ,vca=0。
开关模式100的电流回路图如图3-48(c)所示,此时A上桥臂导通,B、C相下桥臂导通,电流极性决定了实际导通的器件为VD1、VD6、V2,此时桥臂端输入线电压vab =bdc ,vbc=0,vca =-vdc 。
开关模式000的电流回路图如图3-48(d)所示。此时A、B、C下桥臂导通,电流极性决定了实际导通的器件为VD4、VD6、V2,此时桥臂端输入线电压vab =vbc =vca = 0。
通过以上对不同开关模式下的电流路径分析,可以清楚地了解三相电压型PWM整流器的工作原理及过程。另外在单位功率因数条件下控制相应的开关元件的通断,也可使交流侧三相电网电动势与三相电流波形相反,直流侧电能反馈给电网,实现整流器的逆变工作状态。
图3-48 三相电压型整流电路不同模式电流回路图
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