1 引言
近年来，蓄电池在大功率UPS、电力操作系统及通讯系统中的应用越来越广泛。为了延长电池寿命和提高供电质量，必须通过定期放电来消除极化效应[1]。传统的对蓄电池的放电一般采用电阻放电和晶闸管有源逆变充放电装置，电阻放电体积庞大，而且造成能源的极大浪费。晶闸管有源逆变充放电装置控制复杂，可靠性差，功率因数低、对电网污染严重。
三相电压型：PWM变换器具有可实现单位功率因数、能量双向流动等特性，是当今的电力电子的研究热点[2-6]。将三相电压型PWM变换器用做蓄电池充放电的拓扑结构，既可用于蓄电池的充电，又可用于蓄电池的放电，还可作为回馈型负载使用；交流侧功率因数为1或-1，大大减少了对电网的谐波污染；放电能量几乎全部回馈到电网，减少了能源浪费。
2 电压型三相PWM变换器模型
图1是三相电压型PWM变换器电路拓扑，(a)为整流工作状态，(b)为逆变工作状态。其中um(m=a，b，c)是交流侧电源相电压，im(m=a，b，c)是交流侧电源相电流，Rs是回路电阻，Ls是升压电感，Cs是直流侧滤波电容，Udc是直流母线电压，R是直流侧等效负载电阻，Io是输出直流电流。E为逆变工作时直流侧等效电动势，RL为直流侧电动势内阻及线路等效电阻。
由图1得：PWM变换器交流侧的低频方程为：
(1)
式中ucm(m=a，b，c)为变换器调制信号。
三相静止坐标系到两相同步旋转坐标系的变换矩阵为：
(2)
通过坐标变换，得PWM变换电路在两相同步旋转坐标系下的数学模型为：
(3)
式中ud、uq表示三相电网电压合成矢量的d轴和q轴分量；id、iq表示三相电流合成矢量的d轴和q轴分量；urd、urq表示变换器交流输入端基波相电压合成矢量的d轴和q轴分量。将d轴定向于a轴旋转ωt的电角度后的矢量方向上，q轴与之垂直，且超前d轴90°，如图2所示，当三相电量对称时，ud为幅值Um的直流量，uq为0。当三相电压和电流相位一致，即单位功率因数运行的情况下，id为幅值Im的直流量（整流运行时，id为正，逆变运行时，id为负），iq为0。通过坐标变换，可以将三相静止坐标系下时变的交流量变换为同步旋转坐标系下恒定的直流量，从而简化系统描述和分析。
