NPC逆变器开环仿真模型：适用于基础研究及多电平模型辨识算法验证，载波层叠调制与多种负载适应性探究

NPC逆变器开环MATLAB仿真模型 开环开环开环 适合基础研究 载波层叠调制、电阻负载 根据情况可以添加阻感负载、LCL滤波等 适合不同多电平模型辨识算法验证、故障诊断等工作最近在搞多电平逆变器的算法验证发现开环仿真模型是真香尤其是NPC这种经典拓扑拿来练手再合适不过了。今天就带大伙儿用MATLAB搭个三电平NPC逆变器的开环仿真保准比闭环模型简单粗暴~先看核心部分——载波层叠调制。咱们用四个三角波玩叠叠乐具体参数设置看这里fc 2000; % 载波频率 t 0:1e-6:0.02; carrier1 sawtooth(2*pi*fc*t, 0.5); % 第一组载波 carrier2 sawtooth(2*pi*fc*t pi, 0.5); % 相位差π这波操作相当于把两个相位相反的三角波叠在一起形成对称的载波带。调制波就用最朴素的正弦波fm 50; % 基波频率 Vm 0.8; % 调制比 modulation_wave Vm*sin(2*pi*fm*t);重点来了比较器的实现直接决定输出电平pwm1 (modulation_wave carrier1); pwm2 (modulation_wave carrier2); output_level pwm1 pwm2 - 1; # 转换为-1,0,1三电平这个骚操作把两路PWM信号合并成三电平输出注意最后那个-1是为了消除直流偏置。用Scope看波形的话会得到典型的NPC输出阶梯波谐波分布那叫一个规整。模型搭建时记得在Simulink里拖几个关键模块Powergui必须的不然仿真跑不动用Universal Bridge搭NPC拓扑二极管选IGBT/Diode组合负载直接怼个100Ω电阻完事脉冲发生器用刚才生成的PWM信号驱动跑出来的线电压波形应该长这样峰值300V左右7个电平阶梯线电压是三倍相电压嘛。FFT分析会看到主要谐波集中在2kHz附近正好是载波频率的位置说明调制策略没翻车。NPC逆变器开环MATLAB仿真模型 开环开环开环 适合基础研究 载波层叠调制、电阻负载 根据情况可以添加阻感负载、LCL滤波等 适合不同多电平模型辨识算法验证、故障诊断等工作想升级玩法给电阻负载串个10mH电感试试波形立马变丝滑。或者直接换LCL滤波参数可以这么配L1 2e-3; % 网侧电感 C 50e-6; % 滤波电容 L2 1e-3; % 逆变侧电感不过要注意谐振点别整出振荡就尴尬了。开环的好处就是随便造调炸了也不心疼特别适合验证那些花里胡哨的故障诊断算法。最后说个坑有的小伙伴仿真时发现输出电压偏低八成是直流母线电容没并均压电阻。NPC拓扑的电容电压平衡在开环状态下全靠调制策略撑着建议在直流侧加两个500kΩ的均压电阻稳得一批。这种模型拿来验证新型调制算法简直不要太爽改改载波形状或者调制波注入点谐波马上能看到输出特性变化。最近拿它试了混合调制策略识别不同故障特征跟玩似的下回再细聊这块~