改进的PWM整流控制：平衡全桥逆变器与谐波抑制

PWM整流控制技术的在线式不间断电源（UPS）在现代电力电子系统中占据重要地位，特别是在需要高可靠性和低谐波性能的应用中。本文的核心议题在于解决不平衡负载对全桥三相逆变器的影响，特别是在直流环节电流和电压波动方面。传统的在线式UPS系统，如图1所示，通常采用标准空间矢量PWM（脉宽调制）开关方案，但这种方案在面对非线性负载时可能引发电压和电流的不均衡。 作者提出了一种创新的控制策略，即采用滤波器的电压控制回路。这个回路旨在通过消除直流环节中的二次谐波成分，提供更精确的电压反馈信号，从而实现三相输入电流的均衡。这种方法不仅改善了系统的动态响应，还提升了电能质量，减少了前端总谐波失真（THD），从而降低了对电网的负面影响。 传统系统中，PFC（功率因数校正）部分的控制通常包含外部电压环路和内在电流环路，如图2所示，但在不平衡负载条件下，这可能导致直流母线电压波动。为解决这一问题，文章引入了针对谐波波动的量化工程，通过开关函数概念优化电力转换器的控制，以减小直流环节的电压波动。 具体而言，作者通过仿真和实验验证了新提出的控制技术在实际应用中的有效性，这包括对系统性能的深入分析，例如逆变器的负载平衡控制机制，以及如何通过调整滤波器参数来优化谐波抑制。这种方法的实施有助于在线式UPS在不平衡负载环境下提供更稳定、高效的电力供应，从而满足电力系统对于高质量电能的需求。 总结来说，本文的贡献在于提出了一种新的PWM整流控制技术，它通过滤波器设计和精确的电压反馈，有效解决了不平衡负载下全桥三相逆变器的负载平衡问题，提升了在线式UPS在复杂电力环境中的稳定性与电能质量。这是一项在电力电子领域具有重要意义的技术改进，为未来高效、绿色的电力系统提供了新的解决方案。