H桥级联五电平逆变器仿真（含降版本与LCL滤波器）2021a

H桥级联五电平逆变器仿真SPWM2021a 可降版本 逆变器采用H桥级联的形式连接加设LCL滤波器三相负载构成主电路。 采用SPWM调制可以得到逆变器输出五电平相电压波形和九电平线电压波形以及滤波后三相电压电流波形。这个H桥级联五电平逆变器的仿真项目让我想起了搭积木——每个H桥单元像乐高模块一样叠加起来最终输出接近正弦波的阶梯电压。咱们直接用Simulink开整先看主电路结构三个H桥单元串联构成单相桥臂每相独立控制三相Y型连接后通过LCL滤波器给负载供电。SPWM调制这里有个小技巧载波不是普通的三角波而是三组相位交错120度的三角波阵列。代码层面用MATLAB Function模块生成调制信号function y spwm_modulator(u) carrier sawtooth(2*pi*2500*t phase_shift, 0.5); % 三组2500Hz载波相位差120度 level_compare [-0.8, -0.4, 0, 0.4, 0.8]; % 五电平比较阈值 pwm_out sum(carrier u - level_compare); % 电平生成逻辑 y (pwm_out - 2) * 200; % 电平幅度映射这段代码实现了多载波比较输出-400V到400V的五电平PWM波。注意电平比较阈值的设置需要保证相邻载波有20%的重叠区防止脉冲丢失。H桥级联五电平逆变器仿真SPWM2021a 可降版本 逆变器采用H桥级联的形式连接加设LCL滤波器三相负载构成主电路。 采用SPWM调制可以得到逆变器输出五电平相电压波形和九电平线电压波形以及滤波后三相电压电流波形。滤波器的参数计算是调试时的重头戏。LCL部分我用了经验公式L1 (Vdc*N)/(6*fsw*ΔI) % 网侧电感 C (Prated)/(2π*fres^2*Vrms^2) % 谐振电容 L2 1/( (2π*fres)^2*C ) - L1 % 负载侧电感实际调试中发现当谐振频率设为开关频率2500Hz的1/10时谐波抑制效果最佳。仿真中负载突变时的波形振荡问题通过给电容并联3Ω阻尼电阻搞定。跑出来的波形特别有意思相电压呈现明显的五层阶梯图1而线电压因为三相叠加变成了九电平。滤波后的电压THD居然压到了2.3%比国标要求的5%还低一截。电流波形更绝哪怕带非线性负载也光滑得像用砂纸打磨过似的。有个坑得提醒载波相位同步必须精确到纳秒级有次手滑把相位差设成60度结果线电压直接出现诡异的偶次谐波。后来用Simulink的Phase-Locked Loop模块做闭环同步才解决这告诉我们——玩多电平逆变器时序控制比女朋友的心思还难捉摸。