基于MATLAB的高功率因数整流器仿真实验平台

　　1 概述

　　简单系统可直接建立模型，并分析模块之间的相互关系以及模块输入输出关系。但对相对复杂的系统，Simulink包含多个模块，使得各个模块之间的相互关系非常复杂，不利于分析。为此，可将具有一定功能的模块群进行封装，用户不必了解其内部结构，只需了解其功能和输入参数即可。而且每个模块可移植。仿真实验平台封装的主要模块包括：典型的单相整流器主电路，三相全控桥整流器主电路，检测模块(坐标变换)，脉冲产生模块，控制模块，测量模块等。通过仿真得到三相可逆PWM整流器的主电路电感值、开关频率等参数，并影响到输入电流总谐波失真(THD)、电源功率因数以及系统输出直流电压，从而为实际设计确定主电路的参数提供可靠依据，对三相可逆PWM整流器设计具有实际意义。

　　2 模块库的建立

　　仿真平台的建立是通过在Simulink Library Browser下面创建一个自己的模块库实现，新建库名为kongde。用右键打开模块库，并将自己封装的模块添加到库中。添加完所有模块并保存之后，点击Simulink Library Browser下面的kongcle，便显示了该模块库中的所有模块，如图1所示。仿真时，只需将各个功能模块从模块库中添加到模型文件中，设置相应的参数，并把各个功能模块按照原理连接即可观察结果。

　　3 模块封装

　　3．1 整流器主电路

　　所建的整流器主电路采用阻感负载。三相电压型PWM整流器主电路如图2所示。对于Simulink依据整流器的数学模型，采用开关函数微分方程组搭建模型，仿真运算速度较快。由于模块库对诸如IGBT的缓冲电路参数，开关延时等参数有细致建模，故而更接近真实情况，如图3所示。

　　3．2 控制模块

　　仿真时所用的控制模块是基于空间电压矢量的电流解耦控制算法，电流解耦控制模块如图4所示。

　　3．3 功率因数测量模块

　　因数测量包括功率因数、基波位移因数、畸变因数、以及有功功率、无功功率、视在功率等。对于三相系统，如果三相电压电流波形对称，则有功功率为三相有功之和，无功功率为三相无功之和，如图5所示。此模块可测量三相系统功率因数，以及有功、无功、视在功率等。