基于MATLAB的高功率因數(shù)整流器仿真實(shí)驗(yàn)平臺
1 概述
簡單系統(tǒng)可直接建立模型,并分析模塊之間的相互關(guān)系以及模塊輸入輸出關(guān)系。但對相對復(fù)雜的系統(tǒng),Simulink包含多個(gè)模塊,使得各個(gè)模塊之間的相互關(guān)系非常復(fù)雜,不利于分析。為此,可將具有一定功能的模塊群進(jìn)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。仿真實(shí)驗(yàn)平臺封裝的主要模塊包括:典型的單相整流器主電路,三相全控橋整流器主電路,檢測模塊(坐標(biāo)變換),脈沖產(chǎn)生模塊,控制模塊,測量模塊等。通過仿真得到三相可逆PWM整流器的主電路電感值、開關(guān)頻率等參數(shù),并影響到輸入電流總諧波失真(THD)、電源功率因數(shù)以及系統(tǒng)輸出直流電壓,從而為實(shí)際設(shè)計(jì)確定主電路的參數(shù)提供可靠依據(jù),對三相可逆PWM整流器設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義。
2 模塊庫的建立
仿真平臺的建立是通過在Simulink Library Browser下面創(chuàng)建一個(gè)自己的模塊庫實(shí)現(xiàn),新建庫名為kongde。用右鍵打開模塊庫,并將自己封裝的模塊添加到庫中。添加完所有模塊并保存之后,點(diǎn)擊Simulink Library Browser下面的kongcle,便顯示了該模塊庫中的所有模塊,如圖1所示。仿真時(shí),只需將各個(gè)功能模塊從模塊庫中添加到模型文件中,設(shè)置相應(yīng)的參數(shù),并把各個(gè)功能模塊按照原理連接即可觀察結(jié)果。
3 模塊封裝
3.1 整流器主電路
所建的整流器主電路采用阻感負(fù)載。三相電壓型PWM整流器主電路如圖2所示。對于Simulink依據(jù)整流器的數(shù)學(xué)模型,采用開關(guān)函數(shù)微分方程組搭建模型,仿真運(yùn)算速度較快。由于模塊庫對諸如IGBT的緩沖電路參數(shù),開關(guān)延時(shí)等參數(shù)有細(xì)致建模,故而更接近真實(shí)情況,如圖3所示。
3.2 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,電流解耦控制模塊如圖4所示。
3.3 功率因數(shù)測量模塊
因數(shù)測量包括功率因數(shù)、基波位移因數(shù)、畸變因數(shù)、以及有功功率、無功功率、視在功率等。對于三相系統(tǒng),如果三相電壓電流波形對稱,則有功功率為三相有功之和,無功功率為三相無功之和,如圖5所示。此模塊可測量三相系統(tǒng)功率因數(shù),以及有功、無功、視在功率等。
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