混合箝位式PWM整流器研究.pdf

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1、第50卷第2期电力电子技术Vo1．50，No．22016年2月PowerElectronicsFeb．2016混合箝位式PWM整流器研究冯思硕，张晨，唐铭，杨欢(1．中国矿业大学，信息与电气工程学院，江苏徐州221000；2．同济大学，机械与能源工程学院，上海200000)摘要：针对大功率混合箝位式三电平整流器，分析了其工作原理，对静止a，b，C坐标系下混合箝位式三电平整流器的数学模型进行了详细推导，坐标变换后得到两相同步旋转d，q坐标系下整流器的数学模型。整流器采用基于电网电压定向的直接电流控制策略，在Matlab中搭建了仿真模型，并完成了相关实验。仿真和

2、实验证明了数学模型的正确性和控制策略的有效性。关键词：整流器；混合箝位；箝位电容中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)02-0005—03ResearchontheHybrid．clampedPWMRectifierFENGSi．shuo．-，ZHANGChen，TANGMingz，YANGHuan(1．ChinaUniversofMiningandTechnology，Xuzhou221000，China)Abstract：Forthehi【Sh—powerhybrid—clampedthree—levelrectii

3、~er，itsworkingprincipleisanalyzed，themathematicalmodelofthehybrid．clampedthree．1evelrectifierundera。b．estationarycoordinateisdeducedindetail，themathe·maticalmodelundertwophaserotatingcoordinateisobtainedaftercoordinatetransformation．Thedirectcurrentcontrolstrategybasedontheorientat

4、ionofthegridvoltageisemployedfortherectifier．Thesimulationmodelisbuiltinmat—lab，andtherelevantexperimentiscompleted．Thecorrectnessofthemathematicalmodelandtheefectivenessofthecontrolstrategyareverifiedbythesimulationandexperiment．Keywords：rectifier；hybridclamp；clampingcapacitorFoun

5、dationProject：SupposedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51307174)1引言型，最后给出了其基于电网电压定向的直接电流控制策略并进行了仿真和实验。证明了数学模型三电平整流器因其具有能量双向传输、网侧的正确性和控制策略的有效性。电流接近正弦等特点。受到广泛关注。其中二极管箝位型拓扑结构已成为三电平整流器设备的主流2混合箝位式PWM整流器拓扑及模型结构．但由于其自身结构的特点，桥臂内侧功率开2．1拓扑结构关器件存在关断过电压、中点电位不均衡等缺点，在图1中。混合箝位式三电平PWM整

6、流器的在实际应用和推广中受到限制。为弥补三电平整每相桥臂都由4个功率开关器件VV(i=a，b，流器在拓扑结构上的不足。在此对一种新型混合c)，2个箝位二极管VDVD，1个箝位电容箝位式三电平整流器进行了研究【-一。该拓扑结构和4个反并联二极管组成。是在传统的二极管箝位式三电平拓扑结构每个桥臂的串联箝位二极管上分别并联一个箝位电容，从而实现较小的谐波输出控制。在此首先介绍了混合箝位式三电平PWM整流器的拓扑结构，并分析了其工作原理。然后详细推导了混合箝位式三电平PWM整流器的数学模基金项目：国家自然科学基金(51307174)定稿日期：2015—06—01作者

7、简介：冯思硕(1990一)，男，江苏徐州人，硕士研究生，图1混合箝位式PWM整流器的拓扑结构研究方向为电力电子及电力传动。Fig．1Thetopologyofthehybrid-clampedPWMrectifier5第50卷第2期电力电子技术Vo1．50．No．22016年2月PowerElectronicsFeb．20162．2混合箝位式三电平PWM整流器数学模型夫电流定律有：现定义开关函数为，，，当开关接通时以一，n，．s+s，=cd(7)为1，断开时为0。即当VV导通，VV关断由式(6)，(7)可得：时，Si=l，=0，Sm=0；当VV，导通，V，V

8、关断时，或者当V，V导通，VV。关断时，S=0，

9、s