基于三相电网电压平衡时所设计的PWM整流器控制策略在电网电压不平衡时将出现不正常运行状态,主要表现为其网侧电流中将存在负序电流分量而导致网侧电流不对称。此外,直流侧电压中也将存在二倍频的波动,使得直流侧电压波形畸变。因此,对于电网不平衡时三相电压型PWM整流器控制策略的研究将显得尤为重要,为此本文从以下几个方面展开研究:一、分析了三相电压型PWM整流器的主电路拓扑结构及其工作原理,同时对三相电网电压不平衡进行了必要解释,包括其概念、危害以及研究方法。重点推导了电网电压不平衡状态下三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系及两相同步旋转坐标系数学模型,通过对比分析,决定在两相同步旋转坐标系中进行控制策略的研究。二、在理论研究的基础上,针对电网不平衡时三相电压型PWM整流器出现的问题,提出了网侧电流对称控制策略及抑制直流侧电压谐波控制策略。同时,利用加权的思想,创新性地提出了一种PWM整流器交直流侧协调控制策略。三、通过对陷波法、T/4延迟法及二阶广义积分法的对比研究分析,决定采用算法简单,结构易于实现、具有低频抑制特性及动态响应好的二阶广义积分法来进行正、负序电量分量的提取。四、进一步介绍了电压PI控制器及电流PI控制器的参数设计,并分析了整个控制系统的稳定性。通过在PSIM9.0中搭建电网电压不平衡状态下三相电压型PWM整流器的仿真模型验证了本文所提控制策略的正确性。五、研制了额定功率为20kW的三相电压型PWM整流器,并给出PWM整流器实验装置的硬件系统及控制系统设计方案,以及相应软件控制程序流程图。最后,由于实验条件所限,在电网电压平衡下采用不平衡控制策略进行了实验验证,实验结果表明本文所提控制策略能够取得高功率因数,低谐波畸变率的控制效果。本文针对电网电压不平衡状态下三相电压型PWM整流器的控制技术进行了深入研究,提出了相应的控制策略,并通过仿真及实验验证了所提控制策略的正确性,为传统PWM整流器控制技术的改进提供借鉴和参考。