基于MATLAB的高功率因數整流器仿真實(shí)驗平臺

　　1 概述

　　簡(jiǎn)單系統可直接建立模型，并分析模塊之間的相互關(guān)系以及模塊輸入輸出關(guān)系。但對相對復雜的系統，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(hù)不必了解其內部結構，只需了解其功能和輸入參數即可。而且每個(gè)模塊可移植。仿真實(shí)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(guò)仿真得到三相可逆PWM整流器的主電路電感值、開(kāi)關(guān)頻率等參數，并影響到輸入電流總諧波失真(THD)、電源功率因數以及系統輸出直流電壓，從而為實(shí)際設計確定主電路的參數提供可靠依據，對三相可逆PWM整流器設計具有實(shí)際意義。

　　2 模塊庫的建立

　　仿真平臺的建立是通過(guò)在Simulink Library Browser下面創(chuàng )建一個(gè)自己的模塊庫實(shí)現，新建庫名為kongde。用右鍵打開(kāi)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，設置相應的參數，并把各個(gè)功能模塊按照原理連接即可觀(guān)察結果。

　　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依據整流器的數學(xué)模型，采用開(kāi)關(guān)函數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，開(kāi)關(guān)延時(shí)等參數有細致建模，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 功率因數測量模塊

　　因數測量包括功率因數、基波位移因數、畸變因數、以及有功功率、無(wú)功功率、視在功率等。對于三相系統，如果三相電壓電流波形對稱(chēng)，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，如圖5所示。此模塊可測量三相系統功率因數，以及有功、無(wú)功、視在功率等。