文献翻译 - 图文(3)

在两个主开关(一个在整流器的较高端“u”上,另一个在较低端“l”上)或一个主开关和一个子开关同时运行的时间段内，交流供电作用于直流电机上将产生能量传送。另一方面,在两个子开关都处于运行时出现自主续流。此外，对转换开关的自主续流，可以外部连接续流二极管(FWD)到转换器的输出端，作为过压保护。这是可允许的,因为在上述应用中，单位功率因数buck式PWM整流器是只运行在第一、第三象限,

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导致总是输出正极电压。在正常的工作范围内, 半导体传导序列成对，因此为主—主、主—子、子—子。例如从时间段III的起点开始，依次是SSu—STl，SRu—STl，SRu—SRl直到过零点VR ，然后是SSu—STl，SSu—SRl，SRu—SRl直到时间段III的终点。

调制指标M被定义为：

M?VrVcef(2)

arrier其中Vref和Vcarrier分别是参考电压和载波电压信号的振幅。

因为在转换期间由于输出感应系数大使输出电流接近恒定值、从而整流器的线电流可以表示为：

?irR? ?irS??irT?SRu?SRl????SSu?SSl??????STu?STl??I???(3)

其中小写字母表示相关电流的瞬时值，大写字母I表示输出电流，在假定输出感应系数大的情况下，其值等于瞬时电流。 整流器的输出电压可表示为：

?SRu?SRl???uo?SSu?SSl?uR????STu?STl??uSuT?(4)

整流器的输入电流和输出电压就可以表示成式子(5)、(6)：

?irR? ?irS??irT??MIsin?t?开关谐波?????MIsin(?t?120)?开关谐波??????MIsin(?t?240)?开关谐波?????[2],[5]

（5）

u0?32MVP?开关谐波（6）

其中供应相电压的峰值。

在式子(6)中，整流器输出电压的平均值V0是由u0直接组成的，该平均值可以通过改变M来控制，也可以就电源电压波形直接转换开关信号来控制。当转换信号被转移到线电压过零点的角度?时,这将因cos?因子而降低V0[2],[5],如(7)所给出：

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V0?32MVpcos?(7)

如图4，输入滤波整流器几乎过滤掉所有的由转换引起的电流谐波,同时,在整流器的输入电流里以?的角度引入供应相电压的一个相。

因此供应线电流就能被表示为：

?MI?sin(?t??)?cos??i?rR??????MIirS=sin(?t?120??)????cos?????irT???MI?sin(?t?240??)??cos??(8)

图4中系统最主要的设计目标之一是在供应端获得单位功率因数。这不仅使得就相电压的相角?去转换所有的开关信号成为必要,而且需将旧调制指标M调整为

'M。然后,整流器线电流变成如下形式:

?irR? ?irS??irT??MIsin(?t??)?开关谐波??'???MIsin(?t?120??)?开关谐波???'???MIsin(?t?240??)?开关谐波'?????（9）

这样产生的单位功率因数如式子(10)。

?irR??MIsin?t???iMIsin(?t?120)?rS?=???MIsin(?t?240)?irT????????(10)

其中M'是新的调制指数，如（11）：

M'?Mcos?(11)

因而输出电压的平均值可以表示为：

V0?32MVPcos?'(12)

方程(12)表示这样一个事实:当保持V0恒定在期望值时，为了使输入功率因数处于单位值,不但要根据相角?转换开关信号，而且从式(6)中计算出的调制指标也应该被调整到M/cos?。假设FWD在输出端,转换开关函数超出30?将导致调制指标M和整流输出电压V0呈非线性关系。 五、设计和实现

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