①课题来源与背景。 近年来，电力电子装置的谐波污染问题受到了人们的广泛重视，其中整流器是一个很大的污染源，因为绝大多数直流电源都需要通过交流电源整流来获取。常规整流方法中无论是二极管的不控整流还是晶闸管的相控整流都具有较大的缺点，其中最明显的就是对电网有谐波污染。针对整流器的谐波污染问题，谐波治理纷纷成为研究的热点。所采取的方法有两种，一种是被动式的，即对整流器进行功率因数校正（PFC），另一种则是主动式的，即从整流器本身入手来消除谐波，提高功率因数。相控整流不但会产生谐波电流污染电网，而且其深控时功率因数会降低；尽管二极管整流能改善网侧功率因数，但仍会产生谐波电流污染电网，同时其直流电压的不可控性也是一个大的缺点。PWM 整流器的出现为解决传统整流器的这些问题提供了新的途径。能应用在各类电源的设计和生产当中，有很好的应用前景。 ②研究目的与意义。 在电能变换领域中，电力电子装置发挥着重要作用。虽然二极管整流器，改善了整流器网侧功率因数，但仍会产生网侧谐波电流而"污染"电网；另外二极管整流器的不足还在于其直流电压的不可控性。传统整流装置在引起谐波的同时，也会引起系统无功功率的大量流动。无功功率的增加不仅增加线路损耗，降低发电和用电设备的利用率，还会使电网电压产生剧烈波动，严重影响供电质量。在改善电能质量，消除谐波方面，传统LC无源滤波器不仅可以抑制谐波，也能补偿无功，但是存在易和系统发生并联谐振而导致谐波放大等缺点。为了抑制谐波和提高功率因数，取代传统整流器的PWM整流器不仅可以使得输入电流正弦化、功率因数为1或者可调，而且可以使得能量双向流动、输出直流电压可调且纹波小，这是一种积极主动的解决方式，是一种绿色的电力电子装置。从广义角度来讲，PWM整流器可视电力有源滤波器(APF)和新型静止无功发生器(ASVG)为其应用的一方面，是研究它们的理论及工程应用的基础。因此，研究PWM整流器具有十分重要和迫切的意义。 ③主要论点与论据 在本课题的研究中，直接利用PWM变频技术，采用TMS320F2812 DSP芯片作为控制处理器，实现网侧电流正弦化，保证单位功率因数、调压，直流输出电压随给定值变化而变化、稳压，给定值不变时，输出直流电压应在电网电压波动和负载变化时维持恒定、电路具有双向传输电能的能力，即可实现电流的双象限运行。采用从理论分析入手，以仿真设计为基础，从而保质保量的完成项目所期望的目标。在设计中主电路采用IGBT，控制电路采用TMS320F2812 DSP芯片产生三相PWM波形去控制开关管导通以实现网侧单位功率因数运行。整个系统为电压闭环系统。 ④创见与创新 三相PWM整流器数学模型，电压空间矢量法及其DSP实现；滞环PWM电流控制方法的研究；系统的电压双闭环设计及硬件抗干扰问题；控制电路采用了DSP（数字信号处理器TMS320F2812）作为控制核心。 ⑤社会经济效益 本项目从全数字化的控制角度出发，设计一台三相高功率因数可逆整流器。首先对三相可逆整流器，尤其是单三相半桥可逆整流器的工作原理进行理论分析，提出其电流滞环控制的方法，并对整流器输出直流母线电压的平衡控制、开关频率的估计、输入电感参数的选择等问题进行探讨和分析，本项目重点利用Matlab软件包对三相半桥可逆整流器及其控制系统的工作情况进行仿真,以验证以上理论分析的正确性，本项目采用第四代IPM作为三相可逆整流电路开关管单元，加上相应的外围电路设计三相可逆整流主电路，同时采用DSP作为控制器设计电流滞环控制下的三相可逆整流控制系统，实现整流器的可逆和高功率因数运行。望本课题能在该领域进行推广、普及应用，达到国内先进水平。

黑龙江科技大学

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