摘要：建立了电压型pwm整流器模型，提出一种实用的电流解耦方案，给出一种由dspic30f4012型微处理器控制的三相电压型pwm整流器控制系统，详细介绍其系统组成、控制原理及硬件结构，论述其软件流程，给出实验结果。

    关键词：pwmi dspic30f4012；电流解耦控制；电压型整流器

    引言

    近几年，在ac／dc变换中，pwm整流器因其能够实现高功率因数运行且几乎不产生谐波而倍受关注。关于pwm整流器的研究在我国也进行了很多年，其实施方案主要有电压型pwm整流器和电流型pwm整流器。电流型pwm整流器由于存在直流储能电感及交流lc滤波环节．因此结构和控制相对复杂，系统损耗较大。而电压型pwm整流器以其较低的损耗、简单的结构及控制等一系列优点而成为pwm整流器的研究重点。

    1 pwm整流器工作原理

    图1示出三相电压型pwm整流器主电路。当整流器进入稳态工作状态后，输出直流电压恒定，整流桥的三相桥臂按正弦的脉宽调制规律驱动。开关频率很高时，由于电感器的滤波作用，高次谐波电压产生的谐波电流非常小，如果只考虑电流和电压的基波，整流桥可以看作是一个理想的三相交流电压源。适当调节控制量的大小和相位，就能控制输入电流的相位，可以达到改变功率因数的目的，其中对控制输入电流的大小以控制传入变换器的能量，也就控制了直流侧电压。可见pwm整流器的控制目标是输入电流和输出电压，而输人电流的控制是整流器控制的关键。输入电流的控制目标是使电流波形成为正弦波且与输入电压同相位。

    2在d—q坐标中的数学模型[1，2，3]

    在pwm整流器控制方法上，笔者将三相交流电流旋转变换成在d-q坐标系中进行，以对电流的d、q分量进行单独控制。有功功率和无功功率的调节十分方便。

    图1中的pwm整流器u∞、u∞、u∞分别为整流桥三相控制电压，有方程式：

    采用空间坐标变换方法，将上述方程变换到二相静止坐标中，其变换矩阵为

    再进一步由α-β坐标系变换为d—q二相旋转坐标系，变换矩阵为变换方程为

    经过以上变换后，在同步旋转坐标系下pwm整流器方程为：

    usd,、usq，id、qi。，ud、uq分别为d—q同步旋转坐标系下的电源电压、输入电流和桥中点控制电压。以输人电压合成矢量的位置为d轴的正方向，取三相输入电压usc,usb,us为

    则经过同样坐标变换，在d—q同步坐标系下有

    将(8)式代入同步旋转坐标系下pwm整流器的方程(6)式可得

    由此式可见，id与iq之间存在耦合，通常有电压前馈解耦控制和电流反馈解耦控制二种，前者虽是一种完全线性化的解耦控制方案．但实时性并不好。笔者采用电流反馈解耦控制方式，实施方便，控制电路简单。

    在实际应用中．当电压环的采样频率远高于电网电压的频率时，在方程中造成互耦的ωlid和ωlid对电流调节器性能影响较小[1]，可忽略，这样将电流控制指令id*、iq*与反馈电流id、iq比较，其误差经过p，调节得到电压给定信号，得出近似解耦模型，即：

    pwm整流器基本控制框图如图2所示。当pwm要得到单位功率因数时，则输入电流要跟踪输入电压，d—q坐标系中，将输入电压矢量定位在d轴上，这样控制电流矢量也同样只有d轴分量，而q轴分量为零。满足iq*=o即可。笔者采用电压外环和电流内环相