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隨著開關(guān)器件性能的提高，以及電力電子控制技術(shù)的發(fā)展，PWM 整流器越來越被各種工況企業(yè)所接受。這種整流器雖然控制方面相對復雜，但是其動態(tài)響應速度比較快，儲能器件體積相對比較小，不僅可以實現(xiàn)任意功率因數(shù)下能量的雙向流動，還具有很低的輸入電流畸變率。從大類分，三相整流器可分為電壓源型和電流源型，本文針對電壓源型整流器進行介紹。
對于三相電壓源型 PWM 整流器來講，當其電壓電流雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部電流環(huán)采用傳統(tǒng)的比例積分控制器時，若采用傳統(tǒng)的 SPWM 調(diào)制方法，其輸出的一系列開關(guān)序列的趨勢就是使三相的電流誤差減小，但這種控制方式對所輸出的開關(guān)狀態(tài)沒有要求。當內(nèi)部電流環(huán)采用滯環(huán)控制策略時，對于整流器各相的開關(guān)狀態(tài)就有了一定的限定，這種限定使得其電流調(diào)節(jié)速度大于采用傳統(tǒng)PI控制器時的電流控制速度，但是滯環(huán)控制器對某一相進行調(diào)節(jié)時，對其它兩相的控制器的開關(guān)狀態(tài)卻沒有限制，則其它兩相的開關(guān)狀態(tài)則會影響到本相電流調(diào)節(jié)的速度。對于電流空間矢量滯環(huán)控制策略，是在各種電量的空間矢量表達形式下，當出現(xiàn)電流誤差時，使控制器輸出一種開關(guān)狀態(tài)，使得在這種開關(guān)狀態(tài)的作用下，電流誤差矢量以最快的速度減小，從而加快了電流環(huán)調(diào)節(jié)的速度。
三相電壓源型 PWM 整流器的電路拓撲結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中 L 為開關(guān)變換器交流側(cè)的濾波電感，R 為電路等效損耗電阻如電感的內(nèi)阻、線路的電阻和變換器死區(qū)效應引起的電阻等，C為整流器直流側(cè)的濾波電容，RL為整流器的等效負載。
假定整流器的交流輸入電源三相平衡，電路三相結(jié)構(gòu)及電路元件參數(shù)對稱，則定義變換器的開關(guān)函數(shù)如下：
對于電壓源型整流器來說，實際運行時應避免某一相橋臂的上下開關(guān)管同時導通而導致電路短路，則對變換器開關(guān)函數(shù)的數(shù)學約束為：
其中 sk.up為某橋臂的上開關(guān)管，sk.down為該橋臂的下開關(guān)管。
則推導出三相電壓源型 PWM 整流器的數(shù)學模型如下：
采用基于固定開關(guān)頻率的 SVPWM 電流控制，即利用同步旋轉(zhuǎn)坐標系（d,q）中的電流調(diào)節(jié)器輸出的空間電壓矢量指令，再采用SVPWM 使 VSR 的空間電壓跟蹤電壓矢量指令，從而達到電流控制的目的（SVPWM在之前介紹過，本次不再贅述，有興趣的朋友可以參考一下之前的內(nèi)容）。三相電壓型 PWM 整流器的電流解耦控制如圖所示，此控制方案采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)串級控制結(jié)構(gòu)，控制結(jié)構(gòu)簡單，控制性能優(yōu)良，由于電流內(nèi)環(huán)的存在，只要使電流指令限幅，可以使整流器工作于恒流狀態(tài)，這對半導體功率器件的保護非常有利。
在三相 VSR 系統(tǒng)中，交流側(cè)電感的作用至關(guān)重要，其值的大小不僅影響三相VSR 電流響應的動、靜態(tài)性能，并且還制約著三相VSR 的輸出功率、功率因數(shù)以及直流測電壓等。電感參數(shù)的大小既要 保證電流快速跟蹤，又要抑制諧波電流。當電流過零時，電流的變化率最大，此時電感應足夠小，以滿足電流快速跟蹤的要求；在正弦波電流峰值處，諧波電流脈動最大，此時電感應該足夠大，以滿足抑制諧波電流的要求。滿足以上電流瞬態(tài)跟蹤指標時，三相 VSR 電感參數(shù)的范圍是：
其中：Em為電網(wǎng)電動勢相電壓峰值；Vdc為直流側(cè)額定電壓值；Im為交流側(cè)相電流基波峰值；ω為電網(wǎng)電壓角頻率；Δimax為最大允許諧波電流脈動量；Ts為PWM 控制周期。從滿足直流電壓控制的跟隨性能指標出發(fā)，VSR直流側(cè)電容應盡可能的小，以確保VSR直流側(cè)電壓的快速跟蹤控制；而從滿足直流電壓環(huán)控制的抗擾性出發(fā)，VSR直流側(cè)電容應盡可能大，以抑制負載擾動時的直流電壓動態(tài)壓降。根據(jù)動態(tài)性能，直流電容范圍為：
其中：t*r為三相 VSR 直流側(cè)電壓從初始值上升到額定值的最大允許上升時間 ；RL為額定直流側(cè)負載電阻。根據(jù) VSR 直流側(cè)電壓的抗擾性指標，可以求得三相 VSR 直流側(cè)電容的范圍為：
其中：Δ Vmax為三相 VSR 直流側(cè)電壓最大動態(tài)壓降；Vdc為三相VSR 直流側(cè)額定電壓值；ΔV*m為三相 VSR 直流側(cè)電壓最大動態(tài)壓降相對值；RL為三相 VSR 額定直流側(cè)負載電阻。采用simulink搭建三相空間矢量整流器模型，0.2s無功階躍，從0到100kVar，0.6s，直流電壓階躍，從600V階躍到700V，其仿真結(jié)果如下：
直流電壓波形，在0.2s發(fā)生無功階躍，電壓波動，在0.6s直流電壓指令突變，從600V階躍到700V，在不到一個周波內(nèi)跟蹤。
系統(tǒng)無功波形，在0.2s無功指令從0階躍到100KVar。以上仿真結(jié)果可以看出，本文所述電壓型整流器，能夠進行正常的穩(wěn)態(tài)運行及暫態(tài)過程，跟蹤速度快，能夠滿足需求.