三相pwm技术，整流器具有更好的直流电压，它实现了网侧电流的正弦化。目前三相PWM整流技术已成为控制电网污染的重要技术手段之一。三相PWM整流器技术可以在任意功率因数运行，可以实现能量双向流动，而且具有良好的电流质量和更快的动态响应速度。实现了“绿色电力转换”，减少了资源的浪费，提高了系统的电能利用率 。 1 .3 本论文主要研究的内容
本论文以三相整流器的设计为研究对象，采用Matlab-Simulink电力系统仿真的方法，主要完成了以下工作：
(1)对三相整流器发展背景和进展进行了系统的研究和分析； (2) 介绍了Matlab的功能和Matlab最重要的组件中的Simulink；
(3) 对现如今运用比较热门的三相桥式全控整流器和三相PWM整流器的结构和原理进行详细的分析和整理；
(4)对现如今运用比较热门的三相桥式全控整流器和三相PWM整流器在Matlab软件中进行仿真分析；
(5)对三相PWM整流器的主电路进行分析设计和对三相PWM整流器的功率器件进行选择。
2
第二章 Matlab-Simulink电力系统仿真介绍
2 .1 Matlab介绍
MATLAB软件主要用于图形处理和数值计算，是由美国Mathworks公司开发的。MATLAB还有许多工具箱。其中主要的有功能型工具箱和科学型工具箱。MATLAB的编程运算易于掌握，在许多科研领域都备受青睐和关注，其编程运算与人们进行科学计算的思路和表达方式是完全一致的，因此还被称为“巨人肩上的工具”。MATLAB软件有着独特的优势，广泛运用于神经网络、财务、电子商务、生命科学、生物医学、自动控制、科学计算等不同的领域。
图2.1 MATLAB的界面
MATLAB软件运用的很广泛，取决于它拥有众多的优点。它具有强大的数值和符号计算功能。在MATLAB软件中，数值、符号和其他形式的大量的计算都能够成功完成。其强大的矩阵运算和稀疏矩阵的处理可以帮助我们解决大型的问题。
图2.2 MATLAB的逻辑运算符
图2.3关系运算符
MATLAB具有简单易学的语言并且具有强大的语言库。MATLAB可以很容易的实现
3
Fortran或C语言的几乎所有功能，它的编程语言简单易学。它增加了C、JAVA、C++等语言的支持。
MATLAB具有强大的图形处理功能。不管是建立在低级图形，还是建立在高级图形，它都有相关的命令语句对其进行处理。 2 .2 Simulink的介绍
Simulink是一个多领域仿真和基于模型的动态系统和嵌入式系统设计工具。对各种时变系统，包括通信、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了一个交互式图形环境和可定制的模块库的设计、仿真、实现和测试。.
图2.4 Simulink的应用界面
Simulink和MATLAB的紧密集成，可以直接获得大量的Matlab工具进行算法研究和可视化仿真分析、批处理脚本创作、环境定制和定义信号参数和测试数据建模。Simulink的模块库分为两大类：标准模块库与专业模块库。 Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具 ，它主要被广泛应用于非线性系统、线性系统、数字信号的处理和数字控制的仿真与模拟。在建立一个模型方块图的用户接口，Simulink操作简单，运用方便，仿真结果也比较直观。Simulink具有丰富的可扩充的自定义模块库，可对设计功能的不同，进行分割模型，以实现复杂的设计管理。
4
第三章 三相整流器的结构和原理分析
3.1 三相桥式全控整流器结构和原理分析
对于三相桥式全控整流电路它可以看作是三相半波可控整流电路变化而来的，三相桥式全控整流电路原理图如图3.1所示。三相桥式全控整流电路包含了三相半波共阳极接法(VT4,VT6,VT2)和三相半波共阴极接法(VT1,VT3,VT5)两部分。
三相桥式全控整流电路的特性是每时每刻有着不一样的组别的两个晶闸管处于同时导通状态。当触发的脉冲宽度处于大于π/3的宽脉冲时，对于不同组别的应该是导通的一对晶闸管一起加触发脉冲，这时所需要的脉冲触发的功率要大，这样就会使脉冲变压器到达饱和状态，从而就能使电流断续后或电路启动处在正常导通状态。对于双窄脉冲我们可以使用脉冲列来代替，每相差π/3就换相一次，它的过程是在同一个组别的共阳极组与共阴极组轮着来换相。电路图的晶闸管要进行编号处理，这样才会使导通的顺序在一个周期中按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6进行排序，并且它的相位都是相差60°；从而会使得T1、T3、T5的共阴极组的脉冲都是相差2π/3。对于在同一相VT4与VT1两个臂桥以及VT3与VT6、VT5与VT2两组臂桥的脉冲都是相差π，这时对整流器的分析与计算就比较方便；在一个周期内，α=0时，所输出的电压的波形是一个6个线电压所组成的包络线。然而，输出直流电压脉动频率为6倍的电源频率，也就是三相半波电路1倍一样高。这样的电路称为6脉动整流电路，它的特性是脉动的波形是不会改变，随着脉动的减小。同样的道理，三相半波整流电路就是3个脉动整流电路。当触发角α>0时，输出电压波形会表现有缺口，而且触发角α越大，它的缺口就会越大，对于触发角α范围是0～2π/3；所输出的电压平均值会越小。当触发角α=2π/3时，所输出的电压幅值是零，当负载时电阻性时，触发角α的范围是0～2π/3；当触发角α在0≤α≤π/3时，它会在2π/3晶闸管处于导通，并且电流是连续的：当触发角α在π/3≤α≤2π/3时，所有的晶闸管导通角小于2π/3，电流就会断续。当触发角α=π/3时，对于这点就是电阻性负载电流连续与断续的分界点。
图3.1 三相桥式全控整流电路原理图
3.2 三相PWM整流器结构和原理分析
整流器的发展经历了不可控整流器和相整流器到PWM整流器的发展过程。传统的相控整流器有诸多缺点，比如：晶闸管换相会导致网侧电压波形的畸变、网侧谐波电流会对电网产生谐波污染、深控时功率因数很低和闭环控制时动态响应慢。
5
图3.2 PWM整流器模型电路图
PWM整流器是交、直流侧均可控的是四象限运行的整流设备。由交、直流侧功率平衡关系可得公式：IV=IdcVdc。式中V是模型电路交流侧电压，i是模型电路交流侧电流。idc是模型电路的直流侧电压，Vdc是模型电路的直流侧电压。只要通过控制其直流侧和模型电路交流侧当中的一侧，另一侧也就可以被控制了。图3.2是三相PWM整流器模型电路，从图片上我们可以知道，PWM整流器在忽略电感和功率开关管桥路的等效损耗电阻的情况下，它由交流回路、功率开关管桥路和直流回路组成。其中交流回路包括交流电动势e、网侧电感Ls等，直流回路包括负载电阻RL及负载电动势e等。
图3.3 三相PWM整流器主回路原理图
如图3.3，当三相PWM整流器开始工作时，PWM整流需经负载与整流变压器二次侧绕组构成闭合回路，同时向V5、V6、V1管发出触发脉冲。在π/3范围内发出一组PWM脉冲，接着依次向V1、V2、V3；V2、V3、V4；V3、V4、V5；V5、V6、V1；??发出PWM脉冲，一直循环下去，这样每一导通瞬间，不同相的上、下桥臂至少有一管是导通的。
6