三电平PWM整流器仿真npc型整流器三相整流器。 matlab仿真 采用电压电流双闭环PI控制参数准确。 使用PLL锁相环实现精准锁相中点电位控制环达到直流母线侧中点电位平衡spwm调制直流测电压稳定跟踪给定值750V三相功率因数计算模块功率因数接近为1。 交流测电压有效值220V 额定输出功率15kW 直流稳定电压750V 开关频率20kHz 额定负载37.5欧姆 电感值1.8mL性能良好 电流波形THD仅为0.86%。最近在搞三电平NPC整流器的Matlab仿真折腾了半个月终于把系统调稳定了。这个拓扑确实比两电平复杂不少特别是中点电位平衡和PWM调制部分稍不留神就炸管子。先上个系统结构图镇楼![NPC三电平拓扑结构]整个系统跑的是双闭环PI控制电压外环负责稳住750V直流母线电流内环追交流侧电流。核心代码里电压环PI参数是这么给的Kp_voltage 0.5; Ki_voltage 25; voltage_pi pid(Kp_voltage, Ki_voltage); voltage_pi.Ts 1e-5; //20kHz开关频率对应采样周期电流环参数调试最费劲后来发现用临界比例度法找基准值再微调效率最高//电感参数决定电流环响应速度 L 1.8e-3; //1.8mH R_load 37.5; //额定负载 Kp_current L/(3*Ts); //Ts为采样周期 Ki_current R_load/(3*Ts);锁相环用的是基于二阶广义积分器的结构实测比传统PLL抗干扰强。关键代码段function [theta, sin_theta] SOGI_PLL(v_alpha, v_beta) k 1.414; //阻尼系数 wn 100*pi*2; //带宽设定 //二阶广义积分器实现 ... end中点电位控制采用滞环比较方法在调制波里注入零序分量。这个部分代码实现特别有意思//检测上下电容电压差 delta_v Vdc_upper - Vdc_lower; //滞环控制输出补偿量 if delta_v threshold compensation 0.02; elseif delta_v -threshold compensation -0.02; endSPWM调制部分采用三电平特有的层叠载波方式Matlab里用Compare to Zero模块实现carrier1 sawtooth(2*pi*20e3*t pi, 0.5); carrier2 -carrier1; //调制波与双载波比较 gate_signals (mod_wave carrier1) (mod_wave carrier2);仿真跑了0.5秒后系统进入稳态直流侧电压稳如老狗三电平PWM整流器仿真npc型整流器三相整流器。 matlab仿真 采用电压电流双闭环PI控制参数准确。 使用PLL锁相环实现精准锁相中点电位控制环达到直流母线侧中点电位平衡spwm调制直流测电压稳定跟踪给定值750V三相功率因数计算模块功率因数接近为1。 交流测电压有效值220V 额定输出功率15kW 直流稳定电压750V 开关频率20kHz 额定负载37.5欧姆 电感值1.8mL性能良好 电流波形THD仅为0.86%。![直流电压波形]最惊喜的是电流THD只有0.86%FFT分析结果显示谐波基本都在开关频率附近![电流FFT分析]调试中发现电感取值对THD影响巨大1.8mH刚好在损耗和滤波效果之间取得平衡。功率因数计算模块用实时相位差检测cos_phi mean(v_abc.*i_abc)./(Vrms*Irms);最终测得功率因数稳定在0.998证明控制策略确实有效。整套仿真模型文件已上传GitHub需要自取。下次准备试试模型预测控制看看能不能把THD再压下去点。