线切割ＰＷＭ整流器概述

ＳＣＲ为硅可控整流器，是１９５７年美国通用电气公司命名的，后来ＩＥＣ将其正式定名为晶闸管（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ），为方便起见，本书仍沿用ＳＣＲ代表普通晶闸管。随着电力电子技术的发展，功率半导体开关器件性能不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关，如普通晶闸管（ＳＣＲ）发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关，如双极型晶体管（ＢＪＴ）、门极关断（ＧＴＯ）晶闸管、绝缘栅双极型晶体管（ＩＧＢＴ）、集成门极换向晶闸管（ＩＧＣＴ）、功率场效应晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）以及场控晶闸管（ＭＣＴ）等。而２０世纪９０年代发展起来的www.cfskkj.com智能型功率模块（ＩＰＭ）则开创了功率半导体开关器件新的发展方向。功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的迅速发展，出现了以脉宽调制（ＰＷＭ）控制为基础的各类变流装置，如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛的应用。但是，目前这些变流装置很大一部分需要整流环节，以获得直流电压，由于常规整流环节广泛采用了线切割二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路，因而对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。治理这种电网“污染”最根本措施就是，要求变流装置实现网侧电流正弦化，且运行于单位

功率因数。因此，作为电网主要“污染”源的整流器，首先受到了学术界的关注，并开展了大量研究工作。其主要思路就是，将ＰＷＭ技术引入整流器的控制之中，使整流器网侧电流正弦化，且可运行于单位功率因数。根据能量是否可双向流动，派生出两类不同拓扑结构的ＰＷＭ整流器，即可逆ＰＷＭ整流器和不可逆ＰＷＭ整流器。讨论中航长风能量可双向流动的可逆ＰＷＭ整流器及其控制策略，以下所称ＰＷＭ整流器均指可逆ＰＷＭ整流器。能量可双向流动的ＰＷＭ整流器不仅体现出ＡＣ／ＤＣ变流特性（整流），而且还可呈现出ＤＣ／ＡＣ变__________流特性（有源逆变），因而确切地说，这类ＰＷＭ整流器实际上是一种新型的可逆ＰＷＭ变流器。

经过几十年的研究与发展，ＰＷＭ整流器技术已日趋成熟。ＰＷＭ整流器主电路已从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路；其拓扑结构已从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路；ＰＷＭ开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制；功率等级从千瓦级发展到兆瓦级，而在主电路类型上，既有电压型整流器（ＶｏｌｔａｇｅＳｏｕｒｃｅＲｅｃｔｉｆｉｅｒ－ＶＳＲ），也有电流型整流器（ＣｕｒｒｅｎｔＳｏｕｒｃｅＲｅｃｔｉｆｉｅｒ－ＣＳＲ），并且两者在工业上均成功地投入了应用。

由于线切割ＰＷＭ整流器实现了网侧电流正弦化，且运行于单位功率因数，甚至能量可双向传输，因而真正实现了“绿色电能变换”。由于ＰＷＭ整流器网侧呈现出受控电流源特性，因而这一特性使ＰＷＭ整流器及其控制技术获得进一步的发展和拓宽，并取得了更为广泛和更为重要的应用，如静止无功补偿（ＳＶＧ）、有源电力滤波（ＡＰＦ）、统一潮流控制（ＵＰＦＣ）、超导储能（ＳＭＥＳ）、高压直流输电（ＨＶＤＣ）、电气传动（ＥＤ）、新型ＵＰＳ以及太阳能、风能等可再生能源的并网发电等。