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三相三电平PWM整流器控制策略研究
三相三电平PWM整流器控制策略研究
摘要：随着交流功率电子技术的不断发展，三相三电平PWM整流器越来越受到人们的关注。本文针对该技术进行了深入研究，阐述了三相三电平PWM整流器的工作原理，分析了其控制策略，并进行了仿真实验，取得了一定的研究成果。
关键词：三相三电平PWM整流器；控制策略；工作原理；仿真实验
引言
三相三电平PWM整流器是一种新型电力电子装置，将传统的二极管整流器升级到了三电平变换电路，使得交流电能能够更高效率地转化为直流电能。同时，在降低杂波和改善电力质量方面也具有较好的效果。今天，本文将针对该技术进行深入探究，并研究其控制策略。
一、三相三电平PWM整流器的工作原理
三相三电平PWM整流器具有一个特点：输出电平具有三个间隔相等的电平。这个特性对于高质量的电源有很大的优势。其基本原理如图1所示：
图1三相三电平PWM整流器基本原理图
其中，输入为电网灌注，通过三相桥式整流器进行转化，三相三电平PWM整流器通过比较三个不同幅度和相位的三角波信号，从而计算出关键的PWM信号，从而产生固定的三个间隔相等的PWM信号。
二、三相三电平PWM整流器的控制策略
三相三电平PWM整流器的控制策略主要包括了SPWM（正弦波脉宽调制）、SVPWM（空间矢量PWM）和THPWM（三角波脉宽调制）等。下面我们就分别来详细阐述这3种控制策略：
1.SPWM（正弦波脉宽调制）
SPWM是最常见的PWM技术之一。它能使整流输出变化平滑。其基本步骤在于，通过对参考信号进行比较，使得短路时间最小化。从而实现了交流电转换为直流电的目的。详细介绍如下：
（1）电网的周期信号的三相电压和相位角度相同
（2）SPWM方法调制频率和参考信号的频率相等，这些参考信号为正弦波信号
（3）计算SPWM厚度信号
（4）将SPWM信号比较与三相桥式给出的参考信号进行匹配，计算控制信号
（5）三相三电平PWM整流器输出交流电并对参考信号进行适应性调整
2.SVPWM（空间矢量PWM）
SVPWM适用于大功率和高速的AC-DC转换器，并可以有效降低杂波和噪声的干扰。它通过对交流输出的电压进行调整来控制电流，从而实现直流电的输出。其基本流程如下：
（1）测量三相交流电压
（2）将交流电压进行转换和处理，以实现空间矢量控制
（3）计算并匹配调制信号，进行PWM调制
（4）输出PWM信号，驱动三相三电平PWM整流器控制电路
3.THPWM（三角波脉宽调制）
THPWM将参考信号和三角波信号进行比较来获得PWM信号。这个方法的优点在于，对于不同的负载变化，这个方法能够使得PWM信号稳定，从而能够更好地实现直流电的输出。其具体控制步骤如下：
（1）在交流电源输出之前，电压必须翻译成三相交流信号
（2）电压输入到三相三电平PWM整流器
（3）PWM信号通过比较器和锁存器，使PWM信号保持稳定，并相应地控制电流，从而实现直流输出
三、仿真实验
为了验证本文所述的三相三电平PWM整流器控制策略，我们进行了一系列的仿真实验。实验的具体过程如下：
（1）设置好电路参数，包括输入电压、电路元器件参数以及控制函数等
（2）运行仿真，并检查整个过程中各关键参数的变化
（3）对比分析三种控制策略的实际效果，包括输出电压和输出电流等参数的波形如何变化
实验结果表明，SVPWM控制策略最为高效，能够使得输出电压和电流波形最为平滑，从而更好地实现了直流电的输出。
结论
本文针对三相三电平PWM整流器的控制策略进行了深入研究。通过分析其工作原理，并研究了SPWM、SVPWM和THPWM这3种控制策略，不仅对这个技术进行了深入的了解，同时也为其应用提供了参考依据。通过仿真实验的结果来看，SVPWM这个控制策略的性能最佳，具有更高的稳定性和可靠性，是未来发展方向。