基于MATLAB的高功率因數(shù)整流器仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

1、基于matlab的高功率因數(shù)整流器仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)容易系統(tǒng)可挺直建立模型，并分析模塊之間的互相關(guān)系以及模塊輸入輸出關(guān)系。但對(duì)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，simulink包含多個(gè)模塊，使得各個(gè)模塊之間的互相關(guān)系十分復(fù)雜，不利于分析。為此，可將具有一定功能的模塊群舉行封裝，用戶不必了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需了解其功能和輸入?yún)?shù)即可。而且每個(gè)模塊可移植。試驗(yàn)平臺(tái)封裝的主要模塊包括：典型的單相整流器主，三相全控橋整流器主電路，檢測(cè)模塊(坐標(biāo)變換)，脈沖產(chǎn)生模塊，控制模塊，測(cè)量模塊等。通過(guò)仿真得到三相可逆整流器的主電路值、開(kāi)關(guān)頻率等參數(shù)，并影響到輸入總諧波失真(thd)、電源功率因數(shù)以及系統(tǒng)輸出直流，從而為實(shí)際設(shè)計(jì)確定主電路

2、的參數(shù)提供牢靠依據(jù)，對(duì)三相可逆pwm整流器設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義。2 模塊庫(kù)的建立仿真平臺(tái)的建立是通過(guò)在simulink library browser下面創(chuàng)建一個(gè)自己的模塊庫(kù)實(shí)現(xiàn)，新建庫(kù)名為kongde。用右鍵打開(kāi)模塊庫(kù)，并將自己封裝的模塊添加到庫(kù)中。添加完全部模塊并保存之后，點(diǎn)擊simulink library browser下面的kongcle，便顯示了該模塊庫(kù)中的全部模塊，1所示。仿真時(shí)，只需將各個(gè)功能模塊從模塊庫(kù)中添加到模型文件中，設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，并把各個(gè)功能模塊根據(jù)原理銜接即可觀看結(jié)果。3 模塊封裝31 整流器主電路所建的整流器主電路采納阻感負(fù)載。三相電壓型pwm整流器主電路2所示。對(duì)于

3、simulink依據(jù)整流器的數(shù)學(xué)模型，采納開(kāi)關(guān)函數(shù)微分方程組搭建模型，仿真運(yùn)算速度較快。因?yàn)槟K庫(kù)對(duì)諸如的緩沖電路參數(shù)，開(kāi)關(guān)延時(shí)等參數(shù)有細(xì)致建模，故而更臨近真切狀況，3所示。32 控制模塊仿真時(shí)所用的控制模塊是基于空間電壓矢量的電流解耦控制算法，電流解耦控制模塊4所示。33 功率因數(shù)測(cè)量模塊因數(shù)測(cè)量包括功率因數(shù)、基波位移因數(shù)、畸變因數(shù)、以及有功功率、無(wú)功功率、視在功率等。對(duì)于三相系統(tǒng)，假如三相電壓電流波形對(duì)稱，則有功功率為三相有功之和，無(wú)功功率為三相無(wú)功之和，5所示。此模塊可測(cè)量三相系統(tǒng)功率因數(shù)，以及有功、無(wú)功、視在功率等。4 基于仿真模塊的三相vsr系統(tǒng)的仿真囫圇系統(tǒng)是由一個(gè)電壓環(huán)和2個(gè)電流

4、環(huán)組成的雙內(nèi)環(huán)單外環(huán)的雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)，電壓環(huán)不僅控制直流輸出電壓，并將電壓環(huán)調(diào)整器的輸出作為有功電流id的給定，無(wú)功電流iq的給定可以挺直設(shè)為零。在電流電壓雙環(huán)系統(tǒng)中，作為內(nèi)環(huán)的電流環(huán)挺直打算著囫圇系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)特性的優(yōu)劣。囫圇系統(tǒng)的仿真模型6所示，該系統(tǒng)包括主電路模塊、檢測(cè)模塊、電流解耦控制模塊、svpwm模塊以及測(cè)量模塊。該模型中的主要模塊均從kongde模塊庫(kù)中添加，根據(jù)功能銜接好相應(yīng)模塊即可仿真。設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，詳細(xì)參數(shù)如表l所示。設(shè)置好參數(shù)后可對(duì)系統(tǒng)仿真。突增負(fù)載時(shí)溝通側(cè)電壓、電流波形與直流側(cè)負(fù)載波形7所示；突增負(fù)載時(shí)溝通側(cè)三相電流波形8所示；突減負(fù)載時(shí)溝通側(cè)電壓電流波形與直流側(cè)負(fù)載波形9所

5、示；突減負(fù)載時(shí)溝通側(cè)三相電流波形10所示。通過(guò)仿真結(jié)果可以看出：基于空間電壓矢量的電流解耦控制算法，使三相vsr在穩(wěn)態(tài)時(shí)溝通側(cè)電流波形對(duì)稱且為正弦，相電流與相電壓同相位，且直流側(cè)電壓穩(wěn)定，負(fù)載突變時(shí)，電壓有一定波動(dòng)，但很快在一個(gè)周波內(nèi)跟上給定值，可見(jiàn)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性。通過(guò)測(cè)量可知，三相系統(tǒng)的功率因數(shù)近似為1，并測(cè)量其中一相的電壓、電流，測(cè)得基波位移因數(shù)以及畸變因數(shù)均近似為l。在暫態(tài)過(guò)程中，電流具有迅速的尾隨性能，系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)渡時(shí)光短。在負(fù)載突變發(fā)生時(shí)，都能保持正弦電流波形，并且保持高功率因數(shù)運(yùn)行。三相vsr的基于空間電壓矢量的電流解耦控制，直流側(cè)電壓更穩(wěn)定，紋波更小，功率因數(shù)較高。同時(shí)三相vsr亦可運(yùn)行在單位功率因數(shù)逆變狀態(tài)。5 結(jié)語(yǔ)所建立的仿真平臺(tái)可提供一個(gè)更深化學(xué)習(xí)基本理論的機(jī)會(huì)，而不是僅限于書(shū)本學(xué)問(wèn)，在仿真過(guò)程中。必定會(huì)遇到各種問(wèn)題，通過(guò)轉(zhuǎn)變各種參數(shù)來(lái)分析波形，從而分析參數(shù)對(duì)囫圇仿真系統(tǒng)的影響。仿真平