基于MATLAB的高功率因數整流器仿真實驗平臺研究
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,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功率因數,以及有功、無功、視在功率等。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/188706.htm
4 基于仿真模塊的三相VSR系統的仿真
整個系統是由一個電壓環和2個電流環組成的雙內環單外環的雙環控制結構,電壓環不僅控制直流輸出電壓,并將電壓環調節器的輸出作為有功電流id的給定,無功電流iq的給定可以直接設為零。在電流電壓雙環系統中,作為內環的電流環直接決定著整個系統動靜態特性的優劣。整個系統的仿真模型如圖6所示,該系統包括主電路模塊、檢測模塊、電流解耦控制模塊、SVPWM模塊以及測量模塊。該模型中的主要模塊均從kongde模塊庫中添加,按照功能連接好相應模塊即可仿真。設置系統參數,具體參數如表l所示。
設置好參數后可對系統仿真。突增負載時交流側電壓、電流波形與直流側負載波形如圖7所示;突增負載時交流側三相電流波形如圖8所示;突減負載時交流側電壓電流波形與直流側負載波形如圖9所示;突減負載時交流側三相電流波形如圖10所示。
通過仿真結果可以看出:基于空間電壓矢量的電流解耦控制算法,使三相VSR在穩態時交流側電流波形對稱且為正弦,相電流與相電壓同相位,且直流側電壓穩定,負載突變時,電壓有一定波動,但很快在一個周波內跟上給定值,可見系統具有較強的魯棒性。通過測量可知,三相系統的功率因數近似為1,并測量其中一相的電壓、電流,測得基波位移因數以及畸變因數均近似為l。在暫態過程中,電流具有快速的跟隨性能,系統暫態過渡時間短。在負載突變發生時,都能保持正弦電流波形,并且保持高功率因數運行。三相VSR的基于空間電壓矢量的電流解耦控制,直流側電壓更穩定,紋波更小,功率因數較高。同時三相VSR亦可運行在單位功率因數逆變狀態。
5 結語
所建立的仿真平臺可提供一個更深入學習基本理論的機會,而不是僅限于書本知識,在仿真過程中。必然會碰到各種問題,通過改變各種參數來分析波形,從而分析參數對整個仿真系統的影響。仿真平臺有一定局限性,只對幾種常見的整流器進行封裝,同時有些參數固定,比如PWM周期(0.02 s),若要改變周期,同時也得改變電源周期,這些還有待改進。
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