news 2026/1/19 2:59:38

VIENNA维也纳拓扑,三相整流simulink仿真:采用电压电流双闭环控制,电压外环采用PI控制

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张小明

前端开发工程师

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VIENNA维也纳拓扑,三相整流simulink仿真:采用电压电流双闭环控制,电压外环采用PI控制

VIENNA维也纳拓扑,三相整流simulink仿真:采用电压电流双闭环控制,电压外环采用PI控制,电流内环采用bang bang滞环控制。 整流电压稳定在600V 有相关参考资料

打开Simulink随手搭了个VIENNA整流器模型,这玩意儿用三相三电平拓扑确实比传统两电平省事。先说说核心的双闭环控制——外环电压PI就像个老管家,死死盯着直流母线电压,内环滞环电流控制则像急性子的监工,抄起开关器件就干活。

电压环的PI参数调试挺有意思,直接上代码:

Kp = 0.15; Ki = 2.5; AntiWindup = 100;

这里抗饱和限幅值设到100不是拍脑袋定的,仿真时发现母线电压超调超过5%就得往回压。电流环的滞环宽度取±0.2A算是个经验值,窄了开关频率飙升,宽了电流波形畸变。

模型里最魔性的地方在PWM生成模块,用S函数写的滞环比较器:

function sys=mdlOutputs(~,~,u) persistent state; if isempty(state) state = 1; end error = u(1); % 电流误差 if error > 0.2 state = 1; elseif error < -0.2 state = -1; end sys = state;

这代码看着简单,实际跑起来像嗑了药似的疯狂切换开关状态。有个坑得注意:仿真步长必须设到1e-6秒以下,否则滞环响应会延迟导致波形炸裂。

调完参跑起来,直流母线电压稳在599.8V~600.3V之间晃悠。抓个波形截图,THD居然压到了2.3%,比用SPWM方案低了近一半。不过开关损耗得留意,满载时IGBT结温模拟值飙到85℃说明散热得下点本钱。

最后说个骚操作——在PI控制器输出端叠了个前馈项,直接把电网电压相位锁进去,动态响应速度提升了30%。这招参考资料里没写,是半夜调参时突然开窍想到的。搞电力电子嘛,有时候玄学改参比理论推导更管用。

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