1.單相PWM整流電路

單相橋式PWM整流電路如圖1所示。按照自然采樣法對功率開關器件VT1～VT4進行SPWM控制，就可在全橋的交流輸入端AB間産生出SPWM波電壓

。

中含有和正弦調制波同頻、幅值成比例的基波，以及載波頻率的高次諧波，但不含低次諧波。由于交流側輸入電感Ls的作用，高次諧波造成的電流脈動被濾除，控制正弦調制波頻率使之與電源同頻，則輸入電流

也可為與電源同頻正弦波。

單相橋式PWM整流電路按升壓斬波原理工作。當交流電源電壓

時，由VT2、VD4、VD1、Ls和VT3、VD1、VD4、Ls分别組成兩個升壓斬波電路。以VT2、VD4、VD1、Ls構成的電路為例，當VT2導通時，

通過VT2、VD4向Ls儲能;當VT2關斷時，Ls中的儲能通過VD1、VD4向直流側電容C充電，緻使直流電壓

高于

的峰值。當

時，則由VT1、VD3、VD2、Ls和VT4、VD2、VD3、Ls分别組成兩個升壓斬波電路，工作原理與

時類似。由于電壓型PWM整流電路是升壓型整流電路，其輸出直流電壓應從交流電壓峰值向上調節，向低調節會惡化輸入特性，甚至不能工作。

圖1 單相PWM整流電路

輸入電流

相對電源電壓

的相位是通過對整流電路交流輸入電壓

的控制來實現調節。圖5-47給出交流輸入回路基波等效電路及各種運行狀态下的相量圖。圖中

分别為交流電源電壓

、電感

上電壓

、電阻

上電壓

及輸入電流

的基波相量，

為

的相量。

圖2 PWM整流電路輸入等效電路及運行狀态相量圖

圖(b)為PWM整流狀态，此時控制

滞後

的一個

角，以确保

與

同相位，功率因數為1，能量從交流側送至直流側。

圖(c)為PWM逆變狀态，此時控制

超前

的一個

角，以确保

與

正好反相位，功率因數也為1，但能量從直流側返回至交流側。從圖(b)、(c)可以看出，PWM整流電路隻要控制

的相位，就可方便地實現能量的雙向流動，這對需要有再生制動功能、欲實現四象限運行的交流調速系統是一種必須的變流電路方案。

圖(d)為無功補償狀态，此時控制

滞後

一個

角，以确保

超前

º，整流電路向交流電源送出無功功率。這種運行狀态的電路被稱為無功功率發生器SVG(Static Var Generator)，用于電力系統無功補償。

圖(e)表示了通過控制

的相位和幅值，可實現

與

間的任意相位

關系。

2.三相PWM整流電路

三相橋式PWM整流電路結構如圖3所示，其工作原理同單相電路，僅是從單相擴展到三相。隻要對電路進行三相SPWM控制，就可在整流電路交流輸入端A、B、C得到三相SPWM輸出電壓。對各相電壓按圖3(b)相量圖控制，就可獲得接近單位功率因數的三相正弦電流輸入。電路也可工作在逆變狀态或圖5-47(d)、(e)的運行狀态。

圖3 三相橋式PWM整流電路

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