三相PWM整流器在dq軸上的數(shù)學(xué)模型如下圖所示。

常規(guī)算法采用前饋解耦控制算法，算法模型如下圖所示。

將圖1和圖2結(jié)合起來(lái)，得到電流環(huán)的控制模型，如下圖所示。

交流側(cè)物理電路如下圖所示。其中Lg為網(wǎng)側(cè)寄生電感，Cx為整流器輸入X電容，L為整流器濾波電感。

離散化控制模型如下圖所示。其中速率轉(zhuǎn)換模型對(duì)應(yīng)AD采樣，1/z對(duì)應(yīng)一個(gè)控制周期的延時(shí)，Ug為交流輸入電壓，Ua為X電容上電壓，iL為交流電感上電流，icx為X電容上電流。

以下案例中取L=400uH，Cx=10uF，開(kāi)關(guān)頻率f=50kHz，先不加控制器，繪制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)波特圖如下圖所示。

相位-180°對(duì)應(yīng)頻率1/6fs(8.23kHz)，相位-135°對(duì)應(yīng)頻率1/12fs。按照相位裕度-45°計(jì)算，控制器的開(kāi)環(huán)增益與系統(tǒng)在相位-135°的增益相互抵消，即，在角頻率處，PI控制器的增益為Kp，即。為了盡量減小PI控制器對(duì)相位的滯后影響，取控制器的轉(zhuǎn)折角頻率，處對(duì)應(yīng)的相位為-45°，即，由此計(jì)算得到。根據(jù)此公式計(jì)算得到PI參數(shù)，得到系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)波特圖如下圖所示。從下圖知，系統(tǒng)的相位裕度為39°，帶寬為7.83kHz，即1/6fs。

根據(jù)以上的理論計(jì)算，在仿真模型上驗(yàn)證，得到電交流側(cè)電流的頻譜圖如下圖所示，總諧波為4.51%。

實(shí)際應(yīng)用中考慮死區(qū)影響，交流側(cè)電流頻譜圖如下圖所示。與上圖相比，諧波明顯變大，總諧波由4.51%增加到5.36%，尤其是5次、7次、11次和13次諧波明顯增大。為了減小諧波，需要針對(duì)特定頻率進(jìn)行諧波抑制，具體在下一章節(jié)講解。