厍冬瑾，王久和，翟丹丹

（北京信息科技大学自动化学院，北京 100192）

具有阻感负载的三相双向混合电压型整流器的研究

厍冬瑾，王久和，翟丹丹

（北京信息科技大学自动化学院，北京 100192）

对一种三相混合电压型PWM整流器进行了研究。根据拓扑结构分别建立了Boost变换器的欧拉-拉格朗日EL（Euler-Lagrange）数学模型和PWM整流器的端口受控耗散哈密顿PCHD（port control hamiltonation with dissipation）模型。PCHD模型进行无源控制器设计不仅能进行阻尼注入，还能进行能量成型，无源控制器设计更为灵活。基于三相混合电压型整流器的无源性，采用一种外环采用PI控制，内环采用无源控制的无源混合控制方案。仿真验证了该无源混合控制器在整流器带阻感负载情况下运行的可行性。

混合整流器；无源控制；功率分配；功率密度

本世纪初国外学者提出了单向混合三相电压型整流器（unidirectional hybrid three phase voltage source rectifier，UHTPVSR）［1］的概念。UHTPVSR由1个三相单管整流器（Z1）和1个二或三电平PWM整流器（Z2）并联组成，二者共同为同一负载供电，其拓扑结构如图1所示。

图1 UHTPVSR拓扑结构简图（阻感负载）Fig.1 Sketch topology of UHTPVSR（resistance-inductance load）

整流器Z1借助二极管整流器的可靠性高、效率高的特点，通常设定在低频、大功率运行；整流器Z2即PWM型整流器可设定在高频、小功率运行，减少了系统的体积、重量，从而提高了功率密度，降低了总谐波畸变率（THD）。由于整流单元Z1只处理系统1/3左右的功率，降低了主开关器件的导通电流，所以基于混合整流器拓扑结构的方案，相比基于单个可控整流器的方案，可以获得更高的效率［2］，而且有效降低了成本。

为满足工业对整流器的综合性能的要求，三相混合整流器存在一些关键问题亟待解决［3-4］：