本發(fā)明屬于三相PWM整流技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)三相電流型PWM整流器中的6個開關(guān)中保持有3個同時處于PWM開關(guān)狀態(tài)下，就需要考慮驅(qū)動信號的“疊流時間”。若平均開關(guān)速率較高，就會使開關(guān)損耗較大，進(jìn)而影響整流器的效率。由此可見，開發(fā)出一種能有效降低平均開關(guān)速率，進(jìn)而降低開關(guān)損耗，提高轉(zhuǎn)換效率的三相電流型PWM整流器控制方法非常有意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法，該方法簡單且能有效提高PWM整流器的變換效率。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法，采用開環(huán)PWM控制方法，且不用考慮PWM信號的疊流時間；每個PWM開關(guān)周期內(nèi)都對1個且僅對1個開關(guān)進(jìn)行開關(guān)控制，其余5個開關(guān)分別處于常通、控制導(dǎo)通或者常斷狀態(tài)；

具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、對三相網(wǎng)側(cè)電壓UA、UB和UC進(jìn)行相位鎖定，通過鎖相得到與網(wǎng)側(cè)電壓相同步的t1～t12時間區(qū)間同步節(jié)拍，t1區(qū)間位于UA正半周過零后的開始30°電角度期間，t2～t12依次排列各占30°電角度；

步驟2、經(jīng)步驟1后，構(gòu)造三角載波信號Ut，三角載波信號Ut的谷點(diǎn)值為0，峰點(diǎn)值為1，三角載波Ut的頻率fc>>50Hz；

步驟3、經(jīng)步驟2后，構(gòu)造M1～M6這6個調(diào)制信號；

步驟4、待步驟3完成后，使6個調(diào)制信號M1～M6分別與步驟2中的三角載波信號Ut相比較，生成對應(yīng)T1～T6的6個控制信號：

當(dāng)調(diào)制信號Mi大于三角載波信號時，對應(yīng)的第i個控制信號為1，對應(yīng)的Ti導(dǎo)通；反之，第i個控制信號為0，對應(yīng)的Ti關(guān)斷，i＝1～6。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

在步驟3中：

T1～T6的調(diào)制信號分別對應(yīng)記為M1～M6，M1～M6這6個調(diào)制信號是開環(huán)生成的，僅須與網(wǎng)側(cè)電壓保持同步關(guān)系；

在t1時間區(qū)間內(nèi)，M3＝0，T3保持關(guān)斷；M1＝1，T1控制導(dǎo)通但其電流由T5的通斷決定；將T5開關(guān)的調(diào)制信號記為M5，為一直線，在t1區(qū)間的起點(diǎn)為M5＝1，在t1時間區(qū)間的終點(diǎn)為M5＝0.5；即在t1區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T5，隨后T5的電流線性減小，T1的電流線性增大，在t1區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T5和T1；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝1，T6保持導(dǎo)通；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t2時間區(qū)間內(nèi)，M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝1，T5控制導(dǎo)通但其電流由T1的通斷決定；將T1開關(guān)的調(diào)制信號記為M1，為一直線，在t2區(qū)間的起點(diǎn)為M1＝0.5，在t2時間區(qū)間的終點(diǎn)為M1＝1；即在t2區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T1和T5，隨后T1的電流線性增大，T5的電流線性減小，在t2區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T1；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝1，T6保持導(dǎo)通；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t3時間區(qū)間內(nèi)，M4＝0，T4保持關(guān)斷；M2＝1，T2控制導(dǎo)通但其電流由T6的通斷決定；將T6開關(guān)的調(diào)制信號記為M6，為一直線，在t3區(qū)間的起點(diǎn)為M6＝1，在t3時間區(qū)間的終點(diǎn)為M6＝0.5；即在t3區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T6，隨后T6的電流線性減小，T2的電流線性增大，在t3區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T6和T2；M1＝1，T1保持導(dǎo)通；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t4時間區(qū)間內(nèi)，M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝1，T6控制導(dǎo)通但其電流由T2的通斷決定；將T2開關(guān)的調(diào)制信號記為M2，為一直線，在t4區(qū)間的起點(diǎn)為M2＝0.5，在t4時間區(qū)間的終點(diǎn)為M2＝1；即在t4區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T2和T6，隨后T2的電流線性增大，T6的電流線性減小，在t4區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T2；M1＝1，T1保持導(dǎo)通；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t5時間區(qū)間內(nèi)，M5＝0，T5保持關(guān)斷；M3＝1，T3控制導(dǎo)通但其電流由T1的通斷決定；將T1開關(guān)的調(diào)制信號記為M1，為一直線，在t5區(qū)間的起點(diǎn)為M1＝1，在t5時間區(qū)間的終點(diǎn)為M1＝0.5；即在t5區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T1，隨后T1的電流線性減小，T3的電流線性增大，在t5區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T1和T3；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝1，T2保持導(dǎo)通；

在t6時間區(qū)間內(nèi)，M5＝0，T5保持關(guān)斷；M1＝1，T1控制導(dǎo)通但其電流由T3的通斷決定；將T3開關(guān)的調(diào)制信號記為M3，為一直線，在t6區(qū)間的起點(diǎn)為M3＝0.5，在t6時間區(qū)間的終點(diǎn)為M3＝1；即在t6區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T3和T1，隨后T3的電流線性增大，T1的電流線性減小，在t6區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T3；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝1，T2保持導(dǎo)通；

在t7時間區(qū)間內(nèi)，M6＝0，T6保持關(guān)斷；M4＝1，T4控制導(dǎo)通但其電流由T2的通斷決定；將T2開關(guān)的調(diào)制信號記為M2，為一直線，在t7區(qū)間的起點(diǎn)為M2＝1，在t7時間區(qū)間的終點(diǎn)為M2＝0.5；即在t7區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T2，隨后T2的電流線性減小，T4的電流線性增大，在t7區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T2和T4；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝1，T3保持導(dǎo)通；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t8時間區(qū)間內(nèi)，M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝1，T2控制導(dǎo)通但其電流由T4的通斷決定；將T4開關(guān)的調(diào)制信號記為M4，為一直線，在t8區(qū)間的起點(diǎn)為M4＝0.5，在t8時間區(qū)間的終點(diǎn)為M4＝1；即在t8區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T4和T2，隨后T4的電流線性增大，T2的電流線性減小，在t8區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T4；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝1，T3保持導(dǎo)通；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t9時間區(qū)間內(nèi)，M1＝0，T1保持關(guān)斷；M5＝1，T5控制導(dǎo)通但其電流由T3的通斷決定；將T3開關(guān)的調(diào)制信號記為M3，為一直線，在t9區(qū)間的起點(diǎn)為M3＝1，在t9時間區(qū)間的終點(diǎn)為M3＝0.5；即在t9區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T3，隨后T3的電流線性減小，T5的電流線性增大，在t9區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T3和T5；M4＝1，T4保持導(dǎo)通；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t10時間區(qū)間內(nèi)，M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝1，T3控制導(dǎo)通但其電流由T5的通斷決定；將T5開關(guān)的調(diào)制信號記為M5，為一直線，在t10區(qū)間的起點(diǎn)為M5＝0.5，在t10時間區(qū)間的終點(diǎn)為M5＝1；即在t10區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T5和T3，隨后T5的電流線性增大，T3的電流線性減小，在t10區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T5；M4＝1，T4保持導(dǎo)通；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t11時間區(qū)間內(nèi)，M2＝0，T2保持關(guān)斷；M6＝1，T6控制導(dǎo)通但其電流由T4的通斷決定；將T4開關(guān)的調(diào)制信號記為M4，為一直線，在t11區(qū)間的起點(diǎn)為M4＝1，在t11時間區(qū)間的終點(diǎn)為M4＝0.5；即在t11區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T4，隨后T4的電流線性減小，T6的電流線性增大，在t11區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T4和T6；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝1，T5保持導(dǎo)通；

在t12時間區(qū)間內(nèi)，M2＝0，T2保持關(guān)斷；M4＝1，T4控制導(dǎo)通但其電流由T6的通斷決定；將T6開關(guān)的調(diào)制信號記為M6，為一直線，在t12區(qū)間的起點(diǎn)為M6＝0.5，在t12時間區(qū)間的終點(diǎn)為M6＝1；即在t12區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T6和T4，隨后T6的電流線性增大，T4的電流線性減小，在t12區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T6；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝1，T5保持導(dǎo)通；

M1～M6這6個調(diào)制信號各有連續(xù)6個時間區(qū)間為>0，每個調(diào)制信號在其>0的連續(xù)6個時間區(qū)間內(nèi)的第1、3，4、6這四個30°區(qū)間均為1；在第2個30°區(qū)間調(diào)制信號由0.5線性上升到1，分別對應(yīng)該控制信號的導(dǎo)通占空比由50％線性上升到100％；在第5個30°區(qū)間調(diào)制信號由1線性下降到到0.5，分別對應(yīng)該控制信號的導(dǎo)通占空比由100％線性下降到50％；

M1、M3和M5分別在UA、UB和UC的負(fù)半周為0，分別對應(yīng)T1、T3和T5關(guān)斷；M4、M6和M2分別在UA、UB和UC的正半周為0，分別對應(yīng)T4、T6和T2關(guān)斷；M1、M3和M5分別在UA、UB和UC正半周的6個30°區(qū)間為>0，其中第1、3、4、6這四個30°區(qū)間為1，分別對應(yīng)T1、T3和T5導(dǎo)通；第2個30°區(qū)間由0.5線性上升到1，分別對應(yīng)T1、T3和T5的導(dǎo)通占空比由50％線性上升到100％；第5個30°區(qū)間由1線性下降到到0.5，分別對應(yīng)T1、T3和T5的導(dǎo)通占空比由100％線性上升到50％；M4、M6和M2分別在UA、UB和UC負(fù)半周的6個30°區(qū)間為>0，其中第1、3、4、6這四個30°區(qū)間為1，分別對應(yīng)T4、T6和T2導(dǎo)通；第2個30°區(qū)間由0.5線性上升到1，分別對應(yīng)T4、T6和T2的導(dǎo)通占空比由50％線性上升到100％；第5個30°區(qū)間由1線性下降到到0.5，分別對應(yīng)T4、T6和T2的導(dǎo)通占空比由100％下降上升到50％。

在步驟3中：

在12個時間區(qū)間中的任意一個30°時間區(qū)間內(nèi)：UA、UB和UC都不改變符號，其中有兩個同號，一個異號；若異號電壓為正，則UA、UB和UC分別對應(yīng)T1、T3或T5常通；若異號電壓為負(fù)，則UA、UB和UC分別對應(yīng)T4、T6或T2常通；兩個同號電壓中，無論正負(fù)總是幅值大者對應(yīng)的開關(guān)處于PWM控制狀態(tài)，幅值小者對應(yīng)的開關(guān)處于控制導(dǎo)通狀態(tài)；幅值大者導(dǎo)通時幅值小者對應(yīng)的處于控制導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)自然進(jìn)入反向阻斷狀態(tài)，幅值大者關(guān)斷時幅值小者對應(yīng)的處于控制導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)自然進(jìn)入正向?qū)顟B(tài)，不用考慮疊流時間。

在所述步驟4中：

每個PWM開關(guān)周期內(nèi)都對1個且僅對1個開關(guān)進(jìn)行開關(guān)控制，其余5個開關(guān)處于控制導(dǎo)通或者常斷狀態(tài)，對應(yīng)于一個工頻周期的t1，t2，……，t12這十二個時間區(qū)間，分別對應(yīng)且只對應(yīng)T5、T1、T6、T2、T1、T3、T2、T4、T3、T5、T4或T6一個開關(guān)處于PWM控制狀態(tài)，其它的開關(guān)、常通、常斷或者控制導(dǎo)通，T1～T6這6個開關(guān)按照如下規(guī)律工作：

在t1時間區(qū)間，T5PWM控制，T1控制導(dǎo)通，T3常斷，P點(diǎn)電位受T5控制在UA和UC之間調(diào)制；在t2時間區(qū)間，T1PWM控制，T5控制導(dǎo)通，T3常斷，P點(diǎn)電位受T1控制在UA和UC之間調(diào)制；在t1和t2時間區(qū)間，T6常通，T2和T4常斷，Q點(diǎn)電位為UB；

在t1時間區(qū)間，T5導(dǎo)通時，IC＝Id，IA＝0，T5關(guān)斷時，IC＝0，IA＝Id；即Id在T5和T1之間切換，受T5控制；在t2時間區(qū)間，T1導(dǎo)通時，IA＝Id，IC＝0，T1關(guān)斷時，IA＝0，IC＝Id；即Id在T5和T1之間切換，受T1控制；在t1和t2時間區(qū)間，T6常通，T2和T4常斷，IB＝-Id；

在t3時間區(qū)間，T6PWM控制，T2控制導(dǎo)通，T4常斷，Q點(diǎn)電位受T6控制在UB和UC之間調(diào)制；在t4時間區(qū)間，T2PWM控制，T6控制導(dǎo)通，T4常斷，Q點(diǎn)電位受T2控制在UB和UC之間調(diào)制；在t3和t4時間區(qū)間，T1常通，T3和T5常斷，P點(diǎn)電位為UA；

在t3時間區(qū)間，T6導(dǎo)通時，IB＝-Id，IC＝0，T6關(guān)斷時，IB＝0，IC＝-Id；即Id在T6和T2之間切換，受T6控制；在t4時間區(qū)間，T2導(dǎo)通時，IC＝-Id，IB＝0，T2關(guān)斷時，IC＝0，IB＝-Id；即Id在T6和T2之間切換，受T2控制；在t3和t4時間區(qū)間，T1常通，T3和T5常斷，IA＝Id；

在t5時間區(qū)間，T1PWM控制，T3控制導(dǎo)通，T5常斷，P點(diǎn)電位受T1控制在UB和UA之間調(diào)制；在t6時間區(qū)間，T3PWM控制，T1控制導(dǎo)通，T5常斷，P點(diǎn)電位受T3控制在UB和UA之間調(diào)制；在t5和t6時間區(qū)間，T2控制導(dǎo)通，T6和T4常斷，Q點(diǎn)電位為UC；

在t5時間區(qū)間，T1導(dǎo)通時，IA＝Id，IB＝0，T1關(guān)斷時，IA＝0，IB＝Id；即Id在T1和T3之間切換，受T1控制；在t6時間區(qū)間，T3導(dǎo)通時，IA＝0，IB＝Id，T3關(guān)斷時，IA＝Id，IB＝0；即Id在T1和T3之間切換，受T3控制；在t5和t6時間區(qū)間，T2常通，T6和T4常斷，IC＝-Id；

在t7時間區(qū)間，T2PWM控制，T4控制導(dǎo)通，T6常斷，Q點(diǎn)電位受T2控制在UC和UA之間調(diào)制；在t8時間區(qū)間，T4PWM控制，T2控制導(dǎo)通，T6常斷，Q點(diǎn)電位受T4控制在UC和UA之間調(diào)制；在t7和t8時間區(qū)間，T3常通，T5和T1常斷，P點(diǎn)電位為UB；

在t7時間區(qū)間，T2導(dǎo)通時，IC＝-Id，IA＝0，T2關(guān)斷時，IC＝0，IA＝-Id；即Id在T4和T2之間切換，受T2控制；在t8時間區(qū)間，T4導(dǎo)通時，IA＝-Id，IC＝0，T4關(guān)斷時，IA＝0，IC＝-Id；即Id在T4和T2之間切換，受T4控制；在t7和t8時間區(qū)間，T3常通，T5和T1常斷，IB＝Id；

在t9時間區(qū)間，T3PWM控制，T5控制導(dǎo)通，T1常斷，P點(diǎn)電位受T3控制在UC和UB之間調(diào)制；在t10時間區(qū)間，T5PWM控制，T3控制導(dǎo)通，T1常斷，P點(diǎn)電位受T5控制在UC和UB之間調(diào)制；在t9和t10時間區(qū)間，T4常通，T2和T6常斷，Q點(diǎn)電位為UA；

在t9時間區(qū)間，T3導(dǎo)通時，IB＝Id，IC＝0，T3關(guān)斷時，IB＝0，IC＝Id；即Id在T5和T3之間切換，受T3控制；在t10時間區(qū)間，T5導(dǎo)通時，IB＝0，IC＝Id，T5關(guān)斷時，IB＝Id，IC＝0；即Id在T5和T3之間切換，受T5控制；在t9和t10時間區(qū)間，T4常通，T2和T6常斷，IA＝-Id；

在t11時間區(qū)間，T4PWM控制，T6控制導(dǎo)通，T2常斷，Q點(diǎn)電位受T4控制在UA和UB之間調(diào)制；在t12時間區(qū)間，T6PWM控制，T4控制導(dǎo)通，T2常斷，Q點(diǎn)電位受T6控制在UA和UB之間調(diào)制；在t11和t12時間區(qū)間，T5常通，T3和T1常斷，P點(diǎn)電位為UC；

在t11時間區(qū)間，T4導(dǎo)通時，IA＝-Id，IB＝0，T4關(guān)斷時，IA＝0，IB＝-Id；即Id在T4和T6之間切換，受T4控制；在t12時間區(qū)間，T6導(dǎo)通時，IB＝-Id，IA＝0，T6關(guān)斷時，IB＝0，IA＝-Id；即Id在T4和T6之間切換，受T6控制；在t11和t12時間區(qū)間，T5常通，T3和T1常斷，IC＝Id。

在步驟4中：

在12個時間區(qū)間中的任意一個30°時間區(qū)間內(nèi)：UA、UB和UC都不改變符號，其中有兩個同號，一個異號；若異號電壓為正，則UA、UB和UC分別對應(yīng)T1、T3或T5常通；若異號電壓為負(fù)，則UA、UB和UC分別對應(yīng)T4、T6或T2常通；兩個同號電壓中，無論正負(fù)總是幅值大者對應(yīng)的開關(guān)處于PWM控制狀態(tài)，幅值小者對應(yīng)的開關(guān)處于控制導(dǎo)通狀態(tài)；幅值大者導(dǎo)通時幅值小者對應(yīng)的處于控制導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)自然進(jìn)入反向阻斷狀態(tài)，幅值大者關(guān)斷時幅值小者對應(yīng)的處于控制導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)自然進(jìn)入正向?qū)顟B(tài)，不用考慮疊流時間。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法，其電路拓?fù)渑c典型的三相電流型PWM整流器電路拓?fù)涫窍嗤?，但是控制方式卻不相同，其控制方式的特點(diǎn)是：每個PWM開關(guān)周期內(nèi)都對1個且僅對1個開關(guān)進(jìn)行開關(guān)控制，其余5個開關(guān)處于常通、常斷或控制導(dǎo)通狀態(tài)，這樣大幅降低了三相電流型PWM整流器的平均開關(guān)頻率，能減小開關(guān)損耗及提高轉(zhuǎn)換頻率。

(2)本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法，采用開環(huán)控制的方法，且無需考慮PWM信號的疊流時間，控制方法更為簡單。

(3)利用本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法，輸出電壓Ud保持1.57Um不變，與負(fù)載無關(guān)。

附圖說明

圖1是典型的三相電流型PWM整流器電路拓?fù)洌?/p>

圖2是本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法中涉及的PWM開關(guān)模式示意圖；

圖3是本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法中涉及的調(diào)制信號示意圖；

圖4是本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法中涉及的網(wǎng)側(cè)電流示意圖；

圖5是本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法中涉及的整流輸出直流電壓示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

對于典型的三相電流型PWM整流器電路拓?fù)涠?，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，6個逆阻型全控開關(guān)組成三相PWM整流橋，導(dǎo)通方向均為向上，分別記為T1、T2、T3、T4、T5和T6；T1和T4串聯(lián)T1在上，其中點(diǎn)A接電網(wǎng)A相電源UA；T3和T6串聯(lián)T3在上，其中點(diǎn)B接電網(wǎng)B相電源UB；T5和T2串聯(lián)T5在上，其中點(diǎn)C接電網(wǎng)C相電源UC；T1、T3和T5的上端并聯(lián)，記為P；直流電流，記為Id，由P點(diǎn)流出，經(jīng)直流側(cè)電感L流向直流側(cè)負(fù)載R上端；T4、T6和T2的下端并聯(lián)，記為Q，接直流側(cè)負(fù)載R下端；P、Q之間的電壓記為UPQ，負(fù)載R上電壓(由上向下)記為Ud；電網(wǎng)A、B和C相電源線流入整流器的電流分別記為IA、IB和IC；A、B和C三點(diǎn)分別接CA、CB和CC三個電容，三個電容下端相連。

在下面的敘述中認(rèn)為：(1)L足夠大使Id等于恒值；(2)CA、CB和CC三個電容只是濾除三相電流中的開關(guān)頻率諧波分量，并不影響其低頻分量；(3)從A相電壓的正半周過零點(diǎn)起的一個工頻周期依次分為12個等分時間區(qū)間，依次記為t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t10、t11和t12，每個區(qū)間為30°，具體分別如圖2、圖3、圖4及圖5所示。

本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法，采用開環(huán)PWM控制方法，無需構(gòu)成控制閉環(huán)，且不需考慮PWM信號的疊流時間，使控制方法實(shí)現(xiàn)更為簡單；每個PWM開關(guān)周期內(nèi)都對1個且僅對1個開關(guān)進(jìn)行開關(guān)控制，其余5個開關(guān)分別處于常通、控制導(dǎo)通或者常斷狀態(tài)，降低了平均開關(guān)速率，整流器能得到更高的轉(zhuǎn)換效率；

具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、對三相網(wǎng)側(cè)電壓UA、UB和UC進(jìn)行相位鎖定，所涉及的鎖相方法可以為任意一種已知的鎖相方法，如：過零點(diǎn)檢測法；

通過鎖相得到與網(wǎng)側(cè)電壓相同步的t1～t12時間區(qū)間同步節(jié)拍，如圖2所示，t1區(qū)間位于UA正半周過零后的開始30°電角度期間，t2～t12依次排列各占30°電角度；

步驟2、經(jīng)步驟1后，構(gòu)造三角載波信號Ut，如圖3所示；三角載波信號Ut的谷點(diǎn)值為0，峰點(diǎn)值為(標(biāo)幺化的)1，三角載波Ut的頻率fc>>50Hz。

步驟3、經(jīng)步驟2后，構(gòu)造M1～M6這6個調(diào)制信號；

T1～T6的調(diào)制信號分別對應(yīng)記為M1～M6，具體如圖3所示，M1～M6這6個調(diào)制信號是開環(huán)生成的，僅須與網(wǎng)側(cè)電壓保持同步關(guān)系；

在t1時間區(qū)間內(nèi)，M3＝0，T3保持關(guān)斷；M1＝1，T1控制導(dǎo)通但其電流由T5的通斷決定；將T5開關(guān)的調(diào)制信號記為M5，為一直線，在t1區(qū)間的起點(diǎn)為M5＝1，在t1時間區(qū)間的終點(diǎn)為M5＝0.5；即在t1區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T5，隨后T5的電流線性減小，T1的電流線性增大，在t1區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T5和T1；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝1，T6保持導(dǎo)通；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t2時間區(qū)間內(nèi)，M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝1，T5控制導(dǎo)通但其電流由T1的通斷決定；將T1開關(guān)的調(diào)制信號記為M1，為一直線，在t2區(qū)間的起點(diǎn)為M1＝0.5，在t2時間區(qū)間的終點(diǎn)為M1＝1；即在t2區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T1和T5，隨后T1的電流線性增大，T5的電流線性減小，在t2區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T1；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝1，T6保持導(dǎo)通；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t3時間區(qū)間內(nèi)，M4＝0，T4保持關(guān)斷；M2＝1，T2控制導(dǎo)通但其電流由T6的通斷決定；將T6開關(guān)的調(diào)制信號記為M6，為一直線，在t3區(qū)間的起點(diǎn)為M6＝1，在t3時間區(qū)間的終點(diǎn)為M6＝0.5；即在t3區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T6，隨后T6的電流線性減小，T2的電流線性增大，在t3區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T6和T2；M1＝1，T1保持導(dǎo)通；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t4時間區(qū)間內(nèi)，M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝1，T6控制導(dǎo)通但其電流由T2的通斷決定；將T2開關(guān)的調(diào)制信號記為M2，為一直線，在t4區(qū)間的起點(diǎn)為M2＝0.5，在t4時間區(qū)間的終點(diǎn)為M2＝1；即在t4區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T2和T6，隨后T2的電流線性增大，T6的電流線性減小，在t4區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T2；M1＝1，T1保持導(dǎo)通；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t5時間區(qū)間內(nèi)，M5＝0，T5保持關(guān)斷；M3＝1，T3控制導(dǎo)通但其電流由T1的通斷決定；將T1開關(guān)的調(diào)制信號記為M1，為一直線，在t5區(qū)間的起點(diǎn)為M1＝1，在t5時間區(qū)間的終點(diǎn)為M1＝0.5；即在t5區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T1，隨后T1的電流線性減小，T3的電流線性增大，在t5區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T1和T3；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝1，T2保持導(dǎo)通；

在t6時間區(qū)間內(nèi)，M5＝0，T5保持關(guān)斷；M1＝1，T1控制導(dǎo)通但其電流由T3的通斷決定；將T3開關(guān)的調(diào)制信號記為M3，為一直線，在t6區(qū)間的起點(diǎn)為M3＝0.5，在t6時間區(qū)間的終點(diǎn)為M3＝1；即在t6區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T3和T1，隨后T3的電流線性增大，T1的電流線性減小，在t6區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T3；M4＝0，T4保持關(guān)斷；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝1，T2保持導(dǎo)通；

在t7時間區(qū)間內(nèi)，M6＝0，T6保持關(guān)斷；M4＝1，T4控制導(dǎo)通但其電流由T2的通斷決定；將T2開關(guān)的調(diào)制信號記為M2，為一直線，在t7區(qū)間的起點(diǎn)為M2＝1，在t7時間區(qū)間的終點(diǎn)為M2＝0.5；即在t7區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T2，隨后T2的電流線性減小，T4的電流線性增大，在t7區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T2和T4；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝1，T3保持導(dǎo)通；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t8時間區(qū)間內(nèi)，M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝1，T2控制導(dǎo)通但其電流由T4的通斷決定；將T4開關(guān)的調(diào)制信號記為M4，為一直線，在t8區(qū)間的起點(diǎn)為M4＝0.5，在t8時間區(qū)間的終點(diǎn)為M4＝1；即在t8區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T4和T2，隨后T4的電流線性增大，T2的電流線性減小，在t8區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T4；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝1，T3保持導(dǎo)通；M5＝0，T5保持關(guān)斷；

在t9時間區(qū)間內(nèi)，M1＝0，T1保持關(guān)斷；M5＝1，T5控制導(dǎo)通但其電流由T3的通斷決定；將T3開關(guān)的調(diào)制信號記為M3，為一直線，在t9區(qū)間的起點(diǎn)為M3＝1，在t9時間區(qū)間的終點(diǎn)為M3＝0.5；即在t9區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T3，隨后T3的電流線性減小，T5的電流線性增大，在t9區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T3和T5；M4＝1，T4保持導(dǎo)通；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t10時間區(qū)間內(nèi)，M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝1，T3控制導(dǎo)通但其電流由T5的通斷決定；將T5開關(guān)的調(diào)制信號記為M5，為一直線，在t10區(qū)間的起點(diǎn)為M5＝0.5，在t10時間區(qū)間的終點(diǎn)為M5＝1；即在t10區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T5和T3，隨后T5的電流線性增大，T3的電流線性減小，在t10區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T5；M4＝1，T4保持導(dǎo)通；M6＝0，T6保持關(guān)斷；M2＝0，T2保持關(guān)斷；

在t11時間區(qū)間內(nèi)，M2＝0，T2保持關(guān)斷；M6＝1，T6控制導(dǎo)通但其電流由T4的通斷決定；將T4開關(guān)的調(diào)制信號記為M4，為一直線，在t11區(qū)間的起點(diǎn)為M4＝1，在t11時間區(qū)間的終點(diǎn)為M4＝0.5；即在t11區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id全部流入T4，隨后T4的電流線性減小，T6的電流線性增大，在t11區(qū)間的終點(diǎn)處Id平均分配給T4和T6；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝1，T5保持導(dǎo)通；

在t12時間區(qū)間內(nèi)，M2＝0，T2保持關(guān)斷；M4＝1，T4控制導(dǎo)通但其電流由T6的通斷決定；將T6開關(guān)的調(diào)制信號記為M6，為一直線，在t12區(qū)間的起點(diǎn)為M6＝0.5，在t12時間區(qū)間的終點(diǎn)為M6＝1；即在t12區(qū)間的起點(diǎn)處電流Id平均分配給T6和T4，隨后T6的電流線性增大，T4的電流線性減小，在t12區(qū)間的終點(diǎn)處電流Id全部流入T6；M1＝0，T1保持關(guān)斷；M3＝0，T3保持關(guān)斷；M5＝1，T5保持導(dǎo)通。

M1～M6這6個調(diào)制信號各有連續(xù)6個時間區(qū)間為>0，每個調(diào)制信號在其>0的連續(xù)6個時間區(qū)間內(nèi)的第1、3，4、6這四個30°區(qū)間均為1；在第2個30°區(qū)間調(diào)制信號由0.5線性上升到1，分別對應(yīng)該控制信號的導(dǎo)通占空比由50％線性上升到100％；在第5個30°區(qū)間調(diào)制信號由1線性下降到到0.5，分別對應(yīng)該控制信號的導(dǎo)通占空比由100％線性下降到50％；

M1、M3和M5分別在UA、UB和UC的負(fù)半周為0，分別對應(yīng)T1、T3和T5關(guān)斷；M4、M6和M2分別在UA、UB和UC的正半周為0，分別對應(yīng)T4、T6和T2關(guān)斷；M1、M3和M5分別在UA、UB和UC正半周的6個30°區(qū)間為>0，其中第1、3、4、6這四個30°區(qū)間為1，分別對應(yīng)T1、T3和T5導(dǎo)通；第2個30°區(qū)間由0.5線性上升到1，分別對應(yīng)T1、T3和T5的導(dǎo)通占空比由50％線性上升到100％；第5個30°區(qū)間由1線性下降到到0.5，分別對應(yīng)T1、T3和T5的導(dǎo)通占空比由100％線性上升到50％；M4、M6和M2分別在UA、UB和UC負(fù)半周的6個30°區(qū)間為>0，其中第1、3、4、6這四個30°區(qū)間為1，分別對應(yīng)T4、T6和T2導(dǎo)通；第2個30°區(qū)間由0.5線性上升到1，分別對應(yīng)T4、T6和T2的導(dǎo)通占空比由50％線性上升到100％；第5個30°區(qū)間由1線性下降到到0.5，分別對應(yīng)T4、T6和T2的導(dǎo)通占空比由100％下降上升到50％。

如圖3所示，6個調(diào)制信號M1～M6均由開環(huán)形成且固定不變，在Id連續(xù)時，整流輸出直流電壓UPQ和Ud只與網(wǎng)側(cè)輸入電壓UA、UB和UC有關(guān)，與負(fù)載電阻和負(fù)載電流均無關(guān)。

步驟4、待步驟3完成后，使6個調(diào)制信號M1～M6分別與步驟2中的三角載波信號Ut相比較，生成對應(yīng)T1～T6的6個控制信號：當(dāng)調(diào)制信號Mi大于三角載波信號時，對應(yīng)的第i個控制信號為1，對應(yīng)的Ti導(dǎo)通；反之，第i個控制信號為0，對應(yīng)的Ti關(guān)斷，i＝1～6。

每個PWM開關(guān)周期內(nèi)都對1個且僅對1個開關(guān)進(jìn)行開關(guān)控制，其余5個開關(guān)處于控制導(dǎo)通或者常斷狀態(tài)，對應(yīng)于一個工頻周期的t1，t2，……，t12這十二個時間區(qū)間，分別對應(yīng)且只對應(yīng)T5、T1、T6、T2、T1、T3、T2、T4、T3、T5、T4或T6一個開關(guān)處于PWM控制狀態(tài)，其它的開關(guān)、常通、常斷或者控制導(dǎo)通；經(jīng)步驟1到步驟4處理后，T1～T6這6個開關(guān)按照如下規(guī)律工作：

在t1時間區(qū)間，T5PWM控制，T1控制導(dǎo)通，T3常斷，P點(diǎn)電位受T5控制在UA和UC之間調(diào)制；在t2時間區(qū)間，T1PWM控制，T5控制導(dǎo)通，T3常斷，P點(diǎn)電位受T1控制在UA和UC之間調(diào)制；在t1和t2時間區(qū)間，T6常通，T2和T4常斷，Q點(diǎn)電位為UB；

在t1時間區(qū)間，T5導(dǎo)通時，IC＝Id，IA＝0，T5關(guān)斷時，IC＝0，IA＝Id；即Id在T5和T1之間切換，受T5控制；在t2時間區(qū)間，T1導(dǎo)通時，IA＝Id，IC＝0，T1關(guān)斷時，IA＝0，IC＝Id；即Id在T5和T1之間切換，受T1控制；在t1和t2時間區(qū)間，T6常通，T2和T4常斷，IB＝-Id；

如圖2所示，在t3時間區(qū)間，T6PWM控制，T2控制導(dǎo)通，T4常斷，Q點(diǎn)電位受T6控制在UB和UC之間調(diào)制；在t4時間區(qū)間，T2PWM控制，T6控制導(dǎo)通，T4常斷，Q點(diǎn)電位受T2控制在UB和UC之間調(diào)制；在t3和t4時間區(qū)間，T1常通，T3和T5常斷，P點(diǎn)電位為UA；

在t3時間區(qū)間，T6導(dǎo)通時，IB＝-Id，IC＝0，T6關(guān)斷時，IB＝0，IC＝-Id；即Id在T6和T2之間切換，受T6控制；在t4時間區(qū)間，T2導(dǎo)通時，IC＝-Id，IB＝0，T2關(guān)斷時，IC＝0，IB＝-Id；即Id在T6和T2之間切換，受T2控制；在t3和t4時間區(qū)間，T1常通，T3和T5常斷，IA＝Id；

如圖2所示，在t5時間區(qū)間，T1PWM控制，T3控制導(dǎo)通，T5常斷，P點(diǎn)電位受T1控制在UB和UA之間調(diào)制；在t6時間區(qū)間，T3PWM控制，T1控制導(dǎo)通，T5常斷，P點(diǎn)電位受T3控制在UB和UA之間調(diào)制；在t5和t6時間區(qū)間，T2控制導(dǎo)通，T6和T4常斷，Q點(diǎn)電位為UC；

在t5時間區(qū)間，T1導(dǎo)通時，IA＝Id，IB＝0，T1關(guān)斷時，IA＝0，IB＝Id；即Id在T1和T3之間切換，受T1控制；在t6時間區(qū)間，T3導(dǎo)通時，IA＝0，IB＝Id，T3關(guān)斷時，IA＝Id，IB＝0；即Id在T1和T3之間切換，受T3控制；在t5和t6時間區(qū)間，T2常通，T6和T4常斷，IC＝-Id；

如圖2所示，在t7時間區(qū)間，T2PWM控制，T4控制導(dǎo)通，T6常斷，Q點(diǎn)電位受T2控制在UC和UA之間調(diào)制；在t8時間區(qū)間，T4PWM控制，T2控制導(dǎo)通，T6常斷，Q點(diǎn)電位受T4控制在UC和UA之間調(diào)制；在t7和t8時間區(qū)間，T3常通，T5和T1常斷，P點(diǎn)電位為UB；

在t7時間區(qū)間，T2導(dǎo)通時，IC＝-Id，IA＝0，T2關(guān)斷時，IC＝0，IA＝-Id；即Id在T4和T2之間切換，受T2控制；在t8時間區(qū)間，T4導(dǎo)通時，IA＝-Id，IC＝0，T4關(guān)斷時，IA＝0，IC＝-Id；即Id在T4和T2之間切換，受T4控制；在t7和t8時間區(qū)間，T3常通，T5和T1常斷，IB＝Id；

如圖2所示，在t9時間區(qū)間，T3PWM控制，T5控制導(dǎo)通，T1常斷，P點(diǎn)電位受T3控制在UC和UB之間調(diào)制；在t10時間區(qū)間，T5PWM控制，T3控制導(dǎo)通，T1常斷，P點(diǎn)電位受T5控制在UC和UB之間調(diào)制；在t9和t10時間區(qū)間，T4常通，T2和T6常斷，Q點(diǎn)電位為UA；

在t9時間區(qū)間，T3導(dǎo)通時，IB＝Id，IC＝0，T3關(guān)斷時，IB＝0，IC＝Id；即Id在T5和T3之間切換，受T3控制；在t10時間區(qū)間，T5導(dǎo)通時，IB＝0，IC＝Id，T5關(guān)斷時，IB＝Id，IC＝0；即Id在T5和T3之間切換，受T5控制；在t9和t10時間區(qū)間，T4常通，T2和T6常斷，IA＝-Id；

在t11時間區(qū)間，T4PWM控制，T6控制導(dǎo)通，T2常斷，Q點(diǎn)電位受T4控制在UA和UB之間調(diào)制；在t12時間區(qū)間，T6PWM控制，T4控制導(dǎo)通，T2常斷，Q點(diǎn)電位受T6控制在UA和UB之間調(diào)制；在t11和t12時間區(qū)間，T5常通，T3和T1常斷，P點(diǎn)電位為UC；

在t11時間區(qū)間，T4導(dǎo)通時，IA＝-Id，IB＝0，T4關(guān)斷時，IA＝0，IB＝-Id；即Id在T4和T6之間切換，受T4控制；在t12時間區(qū)間，T6導(dǎo)通時，IB＝-Id，IA＝0，T6關(guān)斷時，IB＝0，IA＝-Id；即Id在T4和T6之間切換，受T6控制；在t11和t12時間區(qū)間，T5常通，T3和T1常斷，IC＝Id。

在步驟3和步驟4中：

在12個時間區(qū)間中的任意一個30°時間區(qū)間內(nèi)：UA、UB和UC都不改變符號，其中有兩個同號，一個異號；若異號電壓為正，則UA、UB和UC分別對應(yīng)T1、T3或T5常通；若異號電壓為負(fù)，則UA、UB和UC分別對應(yīng)T4、T6或T2常通；兩個同號電壓中，無論正負(fù)總是幅值大者對應(yīng)的開關(guān)處于PWM控制狀態(tài)，幅值小者對應(yīng)的開關(guān)處于控制導(dǎo)通狀態(tài)；幅值大者導(dǎo)通時幅值小者對應(yīng)的處于控制導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)自然進(jìn)入反向阻斷狀態(tài)，幅值大者關(guān)斷時幅值小者對應(yīng)的處于控制導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)自然進(jìn)入正向?qū)顟B(tài)，不用考慮疊流時間。

在步驟1～步驟4中的控制策略均是開環(huán)控制，無需構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。

A、B和C三點(diǎn)處的電流分別經(jīng)CA、CB和CC濾除載波頻率及其諧波頻率的電流分量，得到的網(wǎng)側(cè)電流分別為IA、IB和IC，如圖4所示，IA、IB和IC不是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，但其電流總諧波畸變只有THD＝4.64<5％，且主要是5次諧波，對應(yīng)功率因數(shù)為λ＝0.999。

PWM整流器的輸出直流電壓如圖5所示，在Id連續(xù)時，UPQ在1.5Um～1.73Um之間以300Hz小幅脈動，Ud＝1.57Um，Um為網(wǎng)側(cè)相電壓峰值。

本發(fā)明降低平均開關(guān)速率的三相電流型PWM整流器控制方法，較為簡單且能有效提高PWM整流器的變換效率。