1.单相PWM整流器电路 　　

　　

　　单相桥式PWM整流器电路如图1所示。按照自然采样法对功率开关器件VT1~VT4进行SPWM控制，可以在全桥交流输入端AB之间产生SPWM波电压。 　　

　　

　　。 　　

　　

　　 　　

　　

　　它包含与正弦调制波同频同幅的基波，以及载波频率的高次谐波，但不包含低次谐波。由于交流侧输入电感Ls的影响，由高次谐波引起的电流脉动被滤除。如果正弦调制波的频率被控制为与电源的频率相同，则输入电流 　　

　　

　　 　　

　　

　　也可以是与电源频率相同的正弦波。 　　

　　

　　单相桥式PWM整流电路根据升压斩波原理工作。当交流电源电压 　　

　　

　　 　　

　　

　　、VT2、VD4、VD1、Ls和VT3、VD1、VD4、Ls分别构成两个升压斩波器。以VT2、VD4、VD1和Ls组成的电路为例。当VT2开启时， 　　

　　

　　 　　

　　

　　通过VT2和VD4将能量存储在Ls中；当VT2关断时，Ls中存储的能量通过VD1和VD4对DC电容C充电，产生DC电压。 　　

　　

　　 　　

　　

　　表示“在…之上” 　　

　　

　　 　　

　　

　　的峰值。当.的时候 　　

　　

　　 　　

　　

　　，两个升压斩波器分别由VT1、VD3、VD2、Ls和VT4、VD2、VD3、Ls组成，它们的工作原理与相同。 　　

　　

　　 　　

　　

　　时间也差不多。由于电压型PWM整流电路是升压整流电路，其输出DC电压要从交流电压峰值向上调整，向下调整会恶化输入特性，甚至无法工作。 　　

　　

　　图1单相PWM整流器电路 　　

　　

　　输入电流 　　

　　

　　 　　

　　

　　相对电源电压 　　

　　

　　 　　

　　

　　相位通过交流输入电压到整流电路。 　　

　　

　　 　　

　　

　　控件来实现调整。图5-47显示了交流输入电路基波的等效电路和各种运行条件下的相量图。在画中；牵涉其中 　　

　　

　　 　　

　　

　　分别为交流电源电压。 　　

　　

　　 　　

　　

　　，电感 　　

　　

　　 　　

　　

　　上限电压 　　

　　

　　 　　

　　

　　，阻力 　　

　　

　　 　　

　　

　　使充电 　　

压

　　

　　

及输入电流

　　

　　

的基波相量，

　　

　　

为

　　

　　

的相量。

　　

　　

图2 PWM整流电路输入等效电路及运行状态相量图

　　

图(b)为PWM整流状态，此时控制

　　

　　

滞后

　　

　　

的一个

　　

　　

角，以确保

　　

　　

与

　　

　　

同相位，功率因数为1，能量从交流侧送至直流侧。

　　

图(c)为PWM逆变状态，此时控制

　　

　　

超前

　　

　　

的一个

　　

　　

角，以确保

　　

　　

与

　　

　　

正好反相位，功率因数也为1，但能量从直流侧返回至交流侧。从图(b)、(c)可以看出，PWM整流电路只要控制

　　

　　

的相位，就可方便地实现能量的双向流动，这对需要有再生制动功能、欲实现四象限运行的交流调速系统是一种必须的变流电路方案。

　　

图(d)为无功补偿状态，此时控制

　　

　　

滞后

　　

　　

一个

　　

　　

角，以确保

　　

　　

超前

　　

　　

，整流电路向交流电源送出无功功率。这种运行状态的电路被称为无功功率发生器SVG(Static Var Generator)，用于电力系统无功补偿。

　　

图(e)表示了通过控制

　　

　　

的相位和幅值，可实现

　　

　　

与

　　

　　

间的任意相位

　　

　　

关系。

　　

2.三相PWM整流电路

　　

三相桥式PWM整流电路结构如图3所示，其工作原理同单相电路，仅是从单相扩展到三相。只要对电路进行三相SPWM控制，就可在整流电路交流输入端A、B、C得到三相SPWM输出电压。对各相电压按图3(b)相量图控制，就可获得接近单位功率因数的三相正弦电流输入。电路也可工作在逆变状态或图5-47(d)、(e)的运行状态。

　　

图3 三相桥式PWM整流电路