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随着电力电子装置在人们日常生活中的广泛使用,带来巨大经济效益的同时也给电网带来了严重的谐波和无功污染,因此如何提高电力电子装置特别是整流装置的功率因数、降低电流总谐波畸变率(THD)、改善电能质量成为电力电子领域亟待解决的问题。VIENNA整流器是一种高功率因数、低谐波、输出电压可控的三电平PWM整流器,具有良好的应用前景。其拓扑可以等效为三个单相BOOST变换器并联,当空载时变换器无放电回路,输入储能电感光充不放,于是空载时该变换器存在输出电压飙升现象,过高的电压会威胁到变换器的安全,所以对其空载及软起动展开研究,改善其性能具有重要的工程意义。本文介绍了VIENNA整流器拓扑结构的发展和工作原理,建立了数学模型,为其控制策略的研究奠定了基础。对电压定向电流解耦控制方法进行了详细的分析,建立了电压外环电流内环的双闭环控制框图,在此基础上加入软起动控制算法,解决了VIENNA整流器起动过程中产生冲击电流的问题;针对VIENNA整流器空载时输出电压飙升问题,分别采用空载输出电压算法控制调节和基于硬件辅助电路的空载输出电压调节两种方法,使空载输出电压稳定在给定值,解决了VIENNA整流器空载输出电压飙升问题。搭建了一台以TMS320F2812DSP为主控芯片的实验样机,给出了系统软硬件设计方案,其中硬件包括系统输入、输出滤波器,驱动电路,采样调理电路,过压过流保护电路;软件包括主程序和中断服务程序。通过实验样机对上述方法进行了实验验证,实验结果表明:(1)电流解耦控制下系统具有良好的网侧性能和输出稳压特性;(2)软起动控制算法可以有效抑制VIENNA整流器起动时的冲击电流;(3)空载控制方法可以使VIENNA整流器空载时输出电压稳定在给定值。