于虚拟磁链的数学模型控制策略。建立数学模型是研究三相整流器的有效手段。本文从单相电压型整流器入手，引申到三相整流器，分别在静止坐标系和旋转坐标系中建立了数学模型。本文主要对直接功率控制这种关于整流器的控制策略进行了研究。直接功率控制方法的主要特点是结构简单，减少了系统中传感器的数量，提高了系统运行的可靠性，仿真结果表明基于虚拟磁链的直接功率控制策略可以有效地解决电网畸变时电流的谐波问题，系统动态响应快抗干扰性能好。本文介绍了瞬时功率的概念功率控制的理论依据和直接功率控制方法。由于传统的开关状态表是引起无功功率控制效果差的主要原因，所以提出了改造开关状态表的方法。最后，对直流功率控制策略作了总结研究。最后对基于虚拟磁链的直接功率控制进行了仿真，来进步验证。关键词电压型整流器开关状态表瞬时功率谐波，绪论整流器整流器的分类整流器研究现状谐波及其危害整流器的建模研究电压型整流器的电流控制策略研究整流器拓扑结构的研究三相控制技术展望课题意义和研究内容三相电压型整流器数学模型及其研究整流器工作原理分析单相整流器工作原理三相电压型整流器工作原理电压型整流器的控制方法三相电压型整流器的数学模型在静止两相坐标系中的数学模型在旋转两相坐标系中的数学模型基于虚拟磁链的整流器数学模型本章小结直接功率控制策略直接功率控制瞬时功率的定义功率控制的理论依据直接功率控制方法简述传统的开关状态表传统的开关状态表构造原理传统的开关状态表新颖开关状态表的构造及优点功率估算方法方法的研究特点本章小结基于虚拟磁链的直接功率控制系统的仿真仿真模型的建立仿真结果分析结论参考文献翻译部分英文原文中文译文致谢第页绪论整流器随着电力电子技术的发展，功率半导体开关器件性能的不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关，如普通晶闸管发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关，如双极性晶体管门极关断晶闸管绝缘栅双极性晶体管集成门极换向晶闸管功率场效应晶体管以及场控晶闸管等。而世纪年代发展起来的智能型功率模块则开创了功率半导体开关器件新的发展方向。功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的迅速发展，出现了以脉宽调制控制为基础的各类变流装置，如变频器逆变电源高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变流装置在国民经济个领域中取得了广泛应用。传统的整流方式通常采用不控整流或相控整流方式，采用不控整流存在从电网吸取畸变的电流，造成电网的谐波污染的缺点采用相控方式的整流器存在深度相控下交流侧的功率因数很低由换流引起的电网电压波形畸变动态响应慢的缺点。为了解决电力电子装置的谐波污染问题，可以装设谐波补偿装置，或者设计新型的电力电子装置，使其不产生谐波，且功率因数为，这种变流器被称为单位功率因数变换器或高功率因数变换器。三相高功率整流器具有交流侧输入输出电流谐波小功率因数可调直流侧电压波动小能量能双向流动等特点，近几年来其理论研究和工程应用都受到人们的广泛关注，国内外学者相继发表了很多文章展示他们的研究成果。由于整流器真正实现了绿色电能变换其网侧呈现出受控电流源特性，这特性使整流器及其控制技术获得进步的发展和拓宽，并取得了更为广泛和更为重要的应用，如静止无功补偿有源电力滤波统潮流控制超导储能高压直流输电电气传动新型以及太阳能风能等可再生能源的并网发电等。随着控制技术的不断发展，整流器的应用将会更加广泛。整流器的分类经过几十年的研究与发展，整流器的拓扑结构已从单相三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制功率等级从千瓦及发展到兆瓦级而在主电路控制类型上有电压型升压型或第页型整流器电流型降压型或型整流器，升压型整流器输出般呈电压源特性，基本特点是输出直流电压高于输入交流电压的峰值降压型整流器般呈电流源特性。整流器研究现状谐波及其危害大多数用电设备是由交流电网供电的，可以看作是电压源的负载，由于实际中，负载不会是理想的线性负载，电流波形会畸变产生谐波分量。随着工业的发展，交流电网中的非线性负载数量和容量的不断增加，电力系统的波形畸变问题越来越严重。电力系统的波形畸变及由此产生的谐波不仅大大降低了系统的功率因数，而且给系统本身和周围的电磁环境带来了系列的危害。现在己把这类问题同现代工业带来的环境污染相类比，称为谐波污染。谐波对电力系统和其它用电设备的影响是非常严重的，其主要危害有以下几个方面恶化供电系统的供电质量。加在电源母线上的谐波电流会导致电源电压畸变，恶化分布供电系统的供电质量。通过电力回路和通信回路之间的藕合，对通信线路产生相当大的干扰，影响信号的传输质量，严重是会导致通信系统无法正常运行。谐波电流及其产生的谐波电压导致些重要的控制保护和测量装置误动作。谐波还可能导致系统失误。谐波会诱发系统的电气震荡及机械震荡，振荡可能导致系统中的部件因过流而损坏外，谐波电流或电压造成了系统过载，导致器件损坏和系统失误，甚至系统破坏。谐波和电流电压基波之间的相位差的存在使系统功率因数变差，显著的降低了发电输电和用电中的效率。电力电子装置如变流器和开关变换器己成为最主要的谐波污染源，因此减少直至消除谐波的危害是个重要的研究方向。传统整流器已经不符合这些新的规定，而需要种高功率因数低谐波的整流器。而获得高功率因数，抑制谐波的方法主要有两种种采用补偿装置，补偿其谐波和无功功率二是对电力电子装置本身进行改进，使其不产生谐拨，且不消耗无功功率或根据需要对其功率因数进行控制。两者比较，采用该进电力电子装置的方法改善功率因数和实现谐波抑制更为有效，也就是开发输入电流为正弦谐波含量低且功率因数接近为的新型三相整流器。因此高功率因数三相整流器的研究得到了广泛的关注。高功率因数整流起器的基本工作原理是通过控制整流桥臂上各功率器件的导通与关断，使电路的输入电流近似为正弦，并且使其与输入电压同相位，当整流器的功率因数近似为时，可称为单位功率因数整流器，它具有以下功能第页在恒定负载下，稳态运行时，保持功率因数近似为能将输出直流电压稳定在个设定的直流电压值附近，且保持其小纹波特性负载变化时，具有较快的动态响应速度。基于上述，整流器从年代提出以来得到了飞速发展，并迅速成为电力电子技术的个热点，这不仅与对谐波和无功功率的防治需求越来越强有关，还同电力电子器件和各种控制技术的发展有着密不可分的关系。电力电子技术是以电力为对象的电子技术，这是门利用电力电子器件对电能进行转换与控制的学科。电力电子技术包括电力电子器件变流电路和控制电路三大部分。电力电子器件是电力电子技术发展的物质基础。自年第只晶体管研制成功之后，半导体固态电子学这新兴的学科变应运而生。到年晶闸管问世标志着电力电子技术的开端。从年代后期开始，可关断晶闸管电力晶体管或及其模块相继实用化，在中大容量的变流装置中，传统的逐渐被这些新型器件取代。年代以来，微电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上相结合，产生了批工作频率高，具有门极全控性能的功率集成器件，从而使电力电子技术由传统电力电子技术跨入现代电力电子技术的新时代。目前电力电子技术的发展趋势可以用以下几个特点来概述降低开关损耗减小导通压降提高开关频率增大电压电流容量提高器件的智能化和提高器件的驱动性能等几个方面根据器件的物理结构可将电力电子器件分为双极型电力半导体器件结构型电力半导体器件和功率集成电路。双极型电力半导体器件双极型电力办导体器件包括半控型器件，如晶闸管逆导晶闸管等全控型器件，如可关断晶匝管电力晶体管静电感应晶闸管等。年代单硅晶体的试制成功，使这些器件的电压电流频率等额定值达到了很高水平。经多年发展大容量的已推向实用化阶段，最大容量可达到，工作频率般在以下。与此同时，由于具有高频特性好通态压降低控制方便等优点，发展也非常迅速，的但管容量己经达到，开关频率在以下容量为的管子可以工作到。但是上述两种器件需要较大的控制电流和由分离器件组成的复杂门极控制电路，导致其发展和使用受到很大的影响。是在七十年代提出八十年代才发展起来的种新型器件，它利用电场效应来控制器件导电性能，既有较大的电压和电流容量又有较高的开关频率，因此，近年来在国外得到了速发展。结构型电力半导体器件以上所讨论的双极型全控器件，工作时必须有较大的控制电流，其功率较大的门极控制电路使系统的体积和重量增大并使系统效率降低，这就促使了新代具有高输入阻抗的结构型的电力半导体器件的研制。这种类型的器件包括，和等近年来，功率发展很快，它是种电压驱动器件，驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流，而关断时提供放电电流即可，因此驱动很简单，此外的个重要特性是它的通态特性是阻性的。但是它的通态压降随着额定电压的增加而增加。第页是八十年代初问世的种新型复合型电力半导体器件，它兼有高输入阻抗高速特性和大电流密度低导通压降的特性，近十年来发展特快，已经过三代的更新，目前进入第四代。现在单管的容量己达到，三相模块的容量为智能功率模块进入九十年代，开始向智能型模块和智能型功率集成电路发展。是将芯片驱动电路保护电路箱位电路等封装在个模块内是把逻辑单元传感单元测量单元及保护单元等与功率单元集成体，使它具备了相当种复杂电路的功能。因此，这类智能型功率模块和功率型集成电路的出现，预示着电力电子技术的新发展。整流器的建模研究整流器数学模型的研究是整流器及其控制技术的基础。自等提出了基于坐标变换的整流器连续离散动态数学模型之后，各国学者以不同方法从各方面对整流器的数学模型进行了深入仔细的研究，其中等较为系统地建立了整流器的时域模型，并将时域模型分解成高频低频模型，且给出了相应的时域解。而和等则利用局部电路的坐标变换建立了整流器基于变压器的低频等效