Matlab+PWM整流器控制系统的研究(3)
到了20世纪90年代，随着能源问题的困扰，人们越发感受到了对PWM整流器研究的必要性，使得PWM整流器成为了当时的研究热门，当时人们研究出了PWM整流器拓扑结构和控制拓展，同时与PWM整流器有关的其他应用也得到了大力开发，如有源滤波器、超导储能、交流传动、高压直流输电以及统一潮流控制等，这些应用技术的研究，又促进了PWM整流器及其控制技术的进步和完善。
这一时期PWM整流器的研究主要集中于以下几个方面:
1) PWM整流器的建模与分析;
2)电压型PWM整流器的电流控制;
3)主电路拓扑结构研究;
4)系统控制策略研究;
5)电流源型PWM整流器研究;
到了如今21世纪，我们对PWM整理器的研究越发完善，研究领域越发宽广，内容也在不断深入，研究人员相继提出了一些比较新颖的系统控制策略，主要是以下几个方面
（1）无电网电动势传感器及无网侧电流传感器控制
（2）基于Lyapunov稳定性理论的PWM整流器控制
（3）PWM整流器的时间最优控制
（4）电网不平衡条件下的PWM整流器控制
2 PWM整理器的分类及工作原理
2.1 分类
PWM整流器分为电流型PWM整流器和电压型PWM整流器
电流型PWM整流器：电流型PWM整流器即CSR，CSR特征是采用电感进行直流储能，从而使CSR直流侧呈现高阻抗的电流源特性。但电流型可能因负载多为感性，直流侧电感往往体大笨重，应用较少，现在通常采用的CSR一般都有单相的和三相的。CSR的特性除了能直接储能电感外，其与VSR相比，CSR在交流侧多了滤波电容，主要作用是与网侧电感一起组成LC三阶低通滤波器，以此来减少网侧谐波电流，抑制CSR交流侧谐波电压。CSR功率开关管串联二极管，阻断反向电流和提高开关管的反向耐压能力。
电流型PWM整流器结构图如下
图2-1 三相CSR拓扑结构
电压型PWM整流器：电压型PWM整流器特征是直流侧采用电容进行直流储能，从而使VSR直流侧呈低阻抗的电压源特性。由于其电路结构简单，便于控制，响应速度快，成为目前研究及实际应用较多的整流类型。
电压型PWM整流器的拓扑结构比电流型的多，主要有单相半桥、全桥VSR拓扑、三相半桥、三电平VSR拓扑结构和基于软开关调制的VSR拓扑结构。
三相电压型PWM整流器结构图如下
图2-2 三相半桥VSR拓扑结构
2.2 PWM整流器的工作原理
2.2.1 PWM整流电路基本特性
现如今的PWM整流器与以前相比，性能特性有了很大的提高，现在PWM整流器主要优点有：
(1)网侧电流为正弦波；
(2)网侧功率因数可控制(如单位功率因数控制)；
(3)电能双向传输：
(4)较快的动态控制响应。
下图为PWM整流器模型电路：
图2-3 PWM整流器模型电路图
图中 为交流电动势， 为网侧电感， 为负载电阻，
当不计较功率管损耗时，有
式中：、 ——模型电路交流侧电流、电压；
、 ——模型电路直流侧电流、电压。
由上式可知：通过对模型电路交流侧的控制，就可以控制其直流侧，反之亦然。以下从模型电路交流侧入手，来分析PWM整流器的运行状态和控制原理。
2.2.2 PWM整流电路工作原理
研究PWM整流电路工作原理即研究单相和三相PWM整流电路的拓扑结构和工作原理，下图为单相PWM整流电路