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单相两电平PWM整流器控制策略研究与仿真
摘要
本文研究了单相两电平PWM整流器的控制策略，主要分析了该控制策略的原理、控制方法及其在仿真中的应用。首先介绍了单相两电平PWM整流器的基本原理和结构，接着分析了其在控制过程中存在的问题，并提出了一种改进的控制策略。最后，通过Matlab/Simulink仿真验证了改进控制策略的有效性，证明该方法可有效提高单相两电平PWM整流器的性能。
关键词：单相两电平PWM整流器；控制策略；Matlab/Simulink仿真
Abstract
Thispaperstudiesthecontrolstrategyofsingle-phasetwo-levelPWMrectifier,mainlyanalyzestheprinciple,controlmethodanditsapplicationinsimulationofthecontrolstrategy.Firstly,thebasicprincipleandstructureofsingle-phasetwo-levelPWMrectifierareintroduced.Then,theproblemsinthecontrolprocessareanalyzedandanimprovedcontrolstrategyisproposed.Finally,theeffectivenessoftheimprovedcontrolstrategyisverifiedthroughMatlab/Simulinksimulation,whichprovesthatthismethodcaneffectivelyimprovetheperformanceofsingle-phasetwo-levelPWMrectifier.
Keywords:single-phasetwo-levelPWMrectifier;controlstrategy;Matlab/Simulinksimulation
1.研究背景
单相两电平PWM整流器是一种常见的电力电子变换器，可用于控制有源功率因数校正、直流驱动和直流电源等应用场合。但是，在控制单相两电平PWM整流器的过程中，存在电流波形失真、开关频率过高以及变换器的稳定性等问题，这些问题会影响其应用效果。因此，对单相两电平PWM整流器的控制策略进行研究具有重要的实际意义。
2.单相两电平PWM整流器的基本原理
单相两电平PWM整流器的原理是将单相变压器的输入视为可调电压源，通过开关管的控制将电源的电流转换为有序直流电流。该变压器输入电压为正弦波形，控制开关管的开通和关闭，可获得输出电流为有序直流波形。
3.单相两电平PWM整流器的控制策略
在控制单相两电平PWM整流器的过程中，需要解决电流波形失真、开关频率过高以及变换器的稳定性等问题。因此，提出了一种改进的控制策略。
（1）电流波形失真问题的解决
电流波形失真的主要原因是阻尼电抗的影响，因此可以通过增加滤波电容的容值来减少电流波形失真。具体控制方法是根据直流输出电压的大小和变换器的电流状态来调节开关管的占空比，使直流电压可以保持恒定。
（2）开关频率过高问题的解决
开关频率过高会导致开关管的损耗增加和EMI（电磁干扰）增强，因此需要降低开关频率。具体方法是通过PWM调制器控制开关管的开通和关闭，使开关频率保持在合理范围内。
（3）稳定性问题的解决
为了提高变换器的稳定性，可以采用双环控制系统。其中内环控制器可实现直流输出电压闭环控制，外环控制器可实现电网电压的闭环控制。
4.仿真结果分析
通过Matlab/Simulink仿真，验证了改进控制策略在单相两电平PWM整流器中的应用效果。仿真结果表明，改进的控制策略可以有效减少电流波形失真，降低开关频率并提高稳定性，进一步提升了单相两电平PWM整流器的性能。
5.结论
本文研究了单相两电平PWM整流器的控制策略，提出了一种改进的控制方法，并通过Matlab/Simulink仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明，改进控制策略可以有效解决单相两电平PWM整流器控制过程中存在的问题。因此，该研究成果具有较高的应用价值。