三相电压PWM整流器空间矢量控制设计

而随着微处理器技术的发展和多电平电路的出现，涌现出很多新的控制方法，像优化PWM方式、滞环电流控制方式、电压空间矢量控制方式等。其中，空间电压矢量控制通过合理地选择、安排开关状态的转换顺序和通断持续时间，改变多个脉冲宽度调制电压的波形宽度及其组合，达到较好的控制效果。相对SPWM控制，电压空间矢量控制方法电压利用率高、谐波含量小、大大改善了系统的静态和动态性能，具有结构简单、实现容易、控制精度高等特点。本文采用空间矢量控制策略，并对整流电路采用电压外环PI和电流内环PI相结合的控制方法，建立三相电压型PWM矢量控制方案的仿真模型，并对其进行分析研究。

1 三相电压型PWM整流器控制方案

图1为三相电压型PWM整流器空间矢量控制方案图。它是由主电路和控制回路两部分组成，其中，控制回路主要由输入电流和输出电压检测、坐标变换、PI控制器和SVPWM脉冲产生等几部分组成。其原理如下：三相交流电通过三相电压型整流电路变为稳定的直流电压。同时,控制回路对主电路的输入交流电流和输出直流电压进行检测，一方面,将检测值u0与给定值u0*进行比较后送入PI控制调节器,输出值与电流id比较并将其输出送入PI控制器变为电压信号，再经坐标变换送入SVPWM脉冲产生单元，完成电压闭环控制;另一方面，将检测的输入电流经坐标变换与给定电流iq*比较，送入PI控制器变为电压信号，再经坐标变换送入SVPWM脉冲产生单元，完成电流的闭环控制。矢量控制单元通过矢量运算，生成所需要的PWM波，控制双向变换器，达到输出电压的稳定和输入侧交流电流的正弦化。

2 空间矢量控制的PWM整流器仿真模型建

(1) 主电路模型

主电路仿真模型如图2所示。它主要由输入电源模块、三相整流器模块和一些电压、电流测量单元组成。