图9 (a)吸收17次谐波后的网侧电流波形;(b)吸收5次、11次和17次谐波后的网侧电流波形
图10 传统控制策略的网侧电流波形:(a)a相网侧PWM电流波形;(b)a相网侧电流电压波形
图9(a)中，滤除17次电流谐波后，网侧电流Isa的THD≈9.21%。图9(b)中同时谐振吸收5次、11次和17次电流谐波后，Isa的THD≈5.89%。比较传统的电流型空间矢量来分配网侧电流脉冲，在相同的晶闸管关断时间和电路调制比条件下，电路的最高工作频率为1.2kHz。使用相同的电路拓扑参数进行仿真，网侧电流波形如图10所示。由于网侧滤波器的转折频率太接近于电路的工作频率，故开关频率及其边频的谐波不易滤除。图10(b)中最大谐波分量是基波的26.71%;网侧电流Isa的THD≈33.2%。要减小THD需要增加网侧滤波电感;另外开关频率降低一半后，直流侧滤波效果要到达原来的要求，滤波电容不变时，需要4倍原来的直流滤波电感。由仿真可见，通过优化空间矢量来提高开关频率，可减小滤波电感和电容，降低整体系统的体积和成本;虽会造成网侧电流一定的畸变，通过采用谐振吸收电路，可使电网侧电流谐波明显被抑制。
5 实验结果 信息来源:365zhanlan.com
设计了一套小功率样机验证策略的可行性。参数如下：主开关使用IGBT;整流桥使用普通晶闸管，设置TOFF=42μs;网侧电容为126.6μF,电感为1mH;fs=2.4kHz。图11(a)为a相晶闸管的驱动脉冲和PWM电流波形。图11(b)所示圆圈内，最小零矢量时间20μs后晶闸管可通过强制换流成功。验证了优化电流型空间矢量策略的可行性。 信息来源:www.365zhanlan.com
图11 优化控制策略下的电流波形: (a)a相上管的驱动脉冲和a相的PWM电流波形;(b)放大到200us/格的波形。 信息来源:http://365zhanlan.com
图12为滤波后的a相网侧电流和电压波形。可见网侧电流和电压同相位，电流波形基本为正弦波。图13为直流侧整流桥输出的电压波形和滤波电感后的电压波形，可见提高开关频率后，可以减小直流滤波器的体积。
图12 a相网侧电流Ias和电压波形Vas 图13 直流侧整流桥输出电压Vd和滤波后电压Vdc
结语
本文介绍了三相混合开关PWM电流型整流器使用晶闸管代替大功率可控开关管，使大功率PWM型整流器有低成本的解决方案。通过优化空间矢量方法，在保证晶闸管关断的同时提高了电路的工作频率，保证网侧电流谐波能更好的被抑制。通过仿真分析了优化控制策略的优缺点。最后通过实验验证了该优化电流型空间矢量的可行性。
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