两电平PWM整流电路与控制系统仿真实现

"这篇课程设计报告探讨了两电平PWM整流电路及其控制系统仿真的主题，旨在提升电力机车的功率因数并减小电网的谐波干扰。报告由电气工程系电力机车专业的学生高健完成，由丁菊霞老师指导。设计目标在于理解和掌握两电平整流电路的基本原理，通过仿真模拟分析PWM整流的特性。" PWM整流电路是一种重要的电力电子技术，广泛应用于电力机车领域。这种电路利用PWM（脉宽调制）技术生成脉冲信号，来控制IGBT（绝缘栅双极晶体管）的导通，从而形成矢量直角三角形的电流模式，有效提高了系统的功率因数。功率因数的提升意味着设备能更有效地使用电网提供的电能，降低了无功功率的消耗，同时减少了谐波电流对电网的影响。 设计内容包括了对两电平PWM整流器在电力机车应用前景的研究，以及对其直流侧、输入侧电压波形的仿真分析。此外，还要求通过参数设置和调试来优化仿真结果，以实现理想的电压波形。使用FFT（快速傅里叶变换）工具对网侧电流的谐波成分进行分析，确保谐波含量在可接受范围内，从而达到最佳的电网兼容性。 在报告中，详细阐述了单相电压型PWM整流电路的工作原理，强调了通过精确的PWM控制和适当的工作模式选择，可以稳定直流输出电压，并灵活调整交流侧电流的大小和相位。这样，不仅可以实现能量的双向流动，还能确保变流装置具有高功率因数，提高能源效率。 最后，通过MATLAB软件建立了仿真模型，对输出电压波形进行了仿真和谐波分析，以验证设计的正确性和有效性。这一设计过程不仅加深了对PWM整流电路理论的理解，也为实际应用提供了实践基础。关键词涵盖了单相电压型PWM整流、功率因数、MATLAB仿真以及直流侧的相关内容。