基于MATLAB电气系统模块库的三相电压型PWM整流器的仿真(精)

基于M AT LAB 电气系统模块库的三相电压型PWM 整流器的仿真方法

An Approach to the Simulation of Three-phase Voltage-type PWM Reversible Rectifier

by Pow er Syst em Blockset of M ATLAB

佛山科学技术学院自动化系(528000 屈莉莉 秦忆 杨兆华

西安交通大学电气工程学院(710049 杨振坤

【摘要】阐述了基于MAT LAB 软件的电气系统模块库建立三相电压型PWM 整流器仿真模型的方法, 并在滞环电流控制方式下进行了系统仿真, 仿真结果表明该方法是合理、可行的。关键词 M ATLAB PWM 整流器 电气系统模块库 仿真

Keywords M ATLAB, PWM reversible rectifier, pow er system blockset, simulation

应用计算机仿真的方法对电路的各种性能进行研究, 具有方便、直观、经济、有效的特点。MATLAB 语言是一种功能强大的控制系统计算机辅助设计和仿真语言[1], 它的仿真工具弥补了用传递函数和PSPICE 仿真的不足, 易于实现很多控制系统的仿真, 目前已得到了越来越广泛的应用。

电压型PWM 整流器在解决电力公害方面具有十分重要的作用, 已成为国际电力电子

学界研究的热门课题。本文采用电气系统模块库构造了三相电压型PWM 整流器仿真模型, 并给出了滞环电流控制方式下的仿真实例和仿真结果。

图1 三相PW M 整流器主电路

基于电气系统模块库的三相电压型PWM 整流器模型

1. 用理想开关元件建立的仿真模型

用理想开关元件构造的三相电压型PWM 整流器仿真模型如图2所示。图中点A 、B 、C 与图1对应, 三相理想开关模块由电气系统模块库的6个理想开关元件构成, S a1、S a2、S b1、S b2、S c1、S c2分别为a 、b 、

下桥臂理想开关的驱动信号。电压和电流c 三相上、

测量模块用于得到所需的电压和电流信号, 图中仅对交流侧a 、b 、c 三相的相电流i a 、i b 、i c 和a 相相

(3 重新进行作业排序和作业安排。

三相电压型PWM 整流器的电路拓扑

三相电压型PWM 整流器的电路拓扑如图1所示。通过对电路进行正弦波PWM 控制, 使得整流桥的交流输入端产生正弦PWM 电压, 从而使各相电流i a 、i b 、i c 为正弦

波且功率因数近似为1

。

(接上页 工件i 产生FINITIME (i , j >Tef (i , j

的情况, 或因某些任务不能进行拖后处理和插入处理, 此时, 则必须进行计划重排。

(1 对作业安排计划文件库中安排在t 0+ t 时刻以后的作业:

{L (i , j BEGIT IM E (i , j >t 0+ t }其中:t 0

为生产监控时之时刻; t 为滞后时间段。作业安排撤销, 清除有关标志和时间安排等, 重置各有关信息, 即进行信息复原处理。

(2 调整有关任务的作业加工优先级。参考文献

1. 蒋明炜. 中国制造业管理特点及M RP Ⅱ发展策略. 计算机管理信息系统学术讨论会论文, 1990, 5

2. 熊红云等. 基于JIT 与M R P Ⅱ集成的生产/库存控制策略. 成组技术与生产现代化, 1998, 2

3. 张青山, 刘明. 并行工程下的IPT 管理. 成组技术与生产现代化, 2001, 1

4. 郭景阳等. 单元作业计划仿真. 成组生产系统, 19

责任编辑 修

电压U a 以及直流侧输出电压U d 和输出电流I d 进行了测量, 使用中可根据需要增加电压和电流测量模块测量其他所需的电压或电流信号。这种模型的优点是可直接观察到电路的工作过程, 是确定实际电路开关器件参数时常用的仿真模型。但其仿真速度比根据数学模型用MAT LAB 的Simulink 基本模块建立的模型要慢一些。实际应用中可封装为图3

所示的模块以方便调用。

电流16A, 负载电阻33. 8 。

在本仿真中应采用刚性的数值积分方法[2]。本例

采

用

ode15s 算法, 绝对容差取1e-3, 其他采用缺省参数。

图5为滞环电流控器仿真波形。其中图5a 为a 相交流侧电压、电流波形,

图5a 交流侧电压与电流波形

制的三相电压型PWM 整流

图2 采用理想开关元件的三相电压型P WM 整流器仿真模型

可以看出, 电流为正弦波且电压相位相同, 从而使功率因压的波形。

从仿真实例可以看出,

图3 封装图

图5b 直流侧电流波形

2. 用功率场效应晶体管(M OSFET 建立的仿真模型

在图2的基础上, 用MOSFET 替代理想开关, 便可得到用M OSFET 建立的仿真模型, 其封装后的模型与图3相同。这种仿真模型的优点是最接近实际电路的工作过程, 缺点是仿真速度较慢, 通常用于对设计方案做进一步的验证。

3. 仿真实例

数近似为1。图5b 和图5c 分别为直流侧电流和电

采用

M ATLAB 软件的电气系统模块库能较好地对三相电压型PWM 整流器进行系统

图5c 直流侧电压波形

采用滞环电流控制方式的三相电压型PWM 整流系统仿真模型如图4所示。图中PWM 整流器模块采用的是图3

的形式。

仿真, 此仿真方法可在PWM 整流器控制电路分析和装置设计中得到广泛应用。

参考文献

图4 采用滞环电流控制实现 三相电压型PW M 整流系统仿真

1. 薛定雨. 控制系统计算机辅助设计M AT LA B 语言及其应用[M ]. 北京:清华大学出版社, 1996

2. 韦榕, 许镇林, 王秀芝. 电气传动系统仿真的新工具——M AT LA B5. 2电气系统模块[J].电气传动, 2001, 1

仿真参数为:交流侧电压有效值220V , 最高开关频率20kHz, 电流滞环 h =0. 4A, 主回路电感L s =9mH, R s =0. 2 , 直流侧电容C d =2200 F, 直流

责任编辑 黄