高立东，冯丽娜

（1．泰安供电公司，山东 泰安 271000；2.山东电力设备有限公司，济南 250000）

1 引言

拥有端口正弦电流，可调功率因数，双向流动的能量，可调电压的PWM技术，是能源友好型技术重点发展方向。新能源系统一直研究此项技术，特别是直驱式风力发电、光伏并网发电。PWM整流器是风力发电系统中实现机侧BOOST升压、可调功率因数和最大功率跟踪控制（MPPT）[1-2]的关键技术。功率控制风力发电系统的核心，为达到最大指标功率，捕捉最大风能，利用永磁同步发电机定子磁场定向原理使发电机转矩跟随风速变化，实现最优输出。

在20世纪末期，由于A.W.格林等人提出基于坐标变换的PWM整流器的连续和离散动态数学模型，使PWM整流器提升到崭新的水平。电压型PWM整流器主要研究电流控制的控制策略。由于三相电压型PWM整流器拓扑结构简单，采用相应的控制系统策略和滤波器就可以得到高品质输出输入电流。基于电流电压双环控制的三相PWM整流器一般采用间接或者直接电流控制方法。

2 数学模型

三相半桥PWM整流器主电路拓扑结构如下图。每个桥臂是由两个带反并联二极管的IGBT开关管串联组成，共有3个桥臂。从图中可以看出，交流侧三相电压源和三相电流分别是ea、eb、ec、ia、ib、ic；输入侧电感和输入侧等效电阻分别是 L 和 R，三个桥臂的交流输入测电压分别为ua、ub和uc，直流侧电压为udc，负载是 RL。

图1 三相PWM整流器模型

首先定义单极性二值开关逻辑函数：

sj=1时uj=udc；Sj=0时uj=0；在三相静止坐标系下根据基尔霍夫电压定律建立回路电压方程：