基于Matlab Simulink的单相PWM整流器仿真模型：全桥整流，电压电流PI双闭环控制...

单相PWM整流器仿真模型 单相全桥整流 电压电流PI双闭环 输出电压可调 输入交流220V/50Hz,输出直流电压可调 Maltab/simulink玩过电力电子的老铁们肯定对PWM整流器不陌生。今天咱们来撸一个单相全桥PWM整流器的Simulink仿真支持输出电压连续可调的那种。先上张主电路结构图镇楼此处脑补全桥拓扑LC滤波器重点是这个双闭环控制策略——电压外环稳输出电流内环控波形比单闭环抗干扰强得多。主电路搭建没啥难度四个IGBT搭成全桥重点在控制回路。电压环的PI参数直接影响系统动态响应这里有个骚操作先让电流环跑起来再调电压环。看这段核心代码function [duty] CurrentPI(I_ref, I_meas, Kp, Ki, Ts) persistent integral; if isempty(integral) integral 0; end error I_ref - I_meas; integral integral error*Ts; duty Kp*error Ki*integral; % 抗饱和处理 if duty 0.8 duty 0.8; integral integral - error*Ts; elseif duty -0.8 duty -0.8; integral integral - error*Ts; end end这个电流环PI控制器带积分抗饱和机制当占空比超过0.8时自动停止积分防止windup现象。Ts是采样周期要和Simulink仿真步长保持一致不然会出玄学问题。电压外环更讲究输出级接了个二阶低通滤波器。这里有个坑滤波器截止频率得比开关频率低一个数量级但也不能太低影响动态响应。实测用10kHz开关频率时截止频率设在800Hz左右比较稳。电压环的输出作为电流环的给定形成级联控制。单相PWM整流器仿真模型 单相全桥整流 电压电流PI双闭环 输出电压可调 输入交流220V/50Hz,输出直流电压可调 Maltab/simulinkPWM生成部分用载波比较法注意死区时间必须加用Simulink自带的PWM Generator模块时死区时间建议设2us左右。别头铁不加死区烧管警告可不是闹着玩的。调参阶段建议先开环跑固定占空比0.5看直流母线电压能不能稳定在目标值附近。等开环稳定了再切闭环这时候你会发现输出电压像脱缰野马——这时候该搬出传说中的试凑法了。先调电流环的Kp让电流跟踪误差在5%以内再调电压环的Ki看到400V输出设定值时超调别超过3%就算成功。最后放个仿真结果输入220V/50Hz交流输出在300-500VDC之间连续可调THD控制在3%以下。注意看这个波形此处应有配图电网电流正弦度相当可以单位功率因数运行不是吹的。搞电力电子仿真最魔幻的就是——明明模型参数和实物对不上但仿真能跑通就算成功手动狗头。下次有机会再聊聊怎么把这个模型改成VIENNA整流器那玩意控制策略更带劲。