基于MATLAB的高功率因數(shù)整流器仿真實驗平臺

　　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包含多個模塊，使得各個模塊之間的相互關(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。而且每個模塊可移植。仿真實驗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，從而為實際設(shè)計確定主電路的參數(shù)提供可靠依據(jù)，對三相可逆PWM整流器設(shè)計具有實際意義。

　　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)建一個自己的模塊庫實現(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，只需將各個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)延時等參數(shù)有細致建模，故而更接近真實情況，如圖3所示。

　　3．2 控制模塊

　　仿真時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。