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二极管中点钳位型三电平整流器（NPC型整流器）MATLAB/Simulink仿真 电压电流双闭环控制

最近在实验室折腾三电平拓扑，发现NPC整流器的双闭环控制真是个有意思的活。这玩意儿用MATLAB/Simulink仿真起来，参数调试过程就像开盲盒——每次运行都充满惊喜（或者惊吓）。今天就跟大伙儿唠唠我的踩坑实录。

先看主电路结构，三个桥臂每个都带两个钳位二极管，中间那个直流母线电容分压点简直就是系统稳定的命门。搭建模型时要注意Simulink里Power System库的Three-Level Bridge模块，记得把开关器件类型改成Diode，不然仿真结果能给你表演个直流电压过山车。

控制部分的核心是这俩闭环兄弟：

% 电压外环PI参数 Kp_voltage = 0.8; Ki_voltage = 50; % 电流内环PI参数 Kp_current = 1.2; Ki_current = 300;

这里有个骚操作：电流环带宽得比电压环高5-10倍。之前我手抖把Ki_current设成30，结果网侧电流波形直接变成抽象派艺术画，THD飙到15%都不带喘气的。

坐标变换是躲不开的坑，abc转dq的模块接线顺序千万别搞反。有次我把q轴和d轴接反了，系统居然还能正常运行，就是功率因数突然变成-0.95，吓得我差点把咖啡泼键盘上。

PWM生成部分建议用载波比较法，比空间矢量调制省事多了。不过要注意载波相位得错开120度，否则中点电位波动能让你见识到±20V的刺激振幅。这里贴个关键配置代码：

carrierPhase = [0, 2*pi/3, 4*pi/3]; % 三相载波相位差 pwmFrequency = 5e3; % 建议别超过10kHz，仿真速度会哭

调试时发现个有趣现象：当直流侧负载突变时，电压环的输出会突然"打嗝"。这时候在电流环前加个rate limiter模块，限制d轴电流变化率在200A/s以内，系统立马老实得像只鹌鹑。

最后看仿真结果，直流电压稳稳卡在700V（纹波小于3%），网侧电流THD控制在2.8%左右。不过中点电位还是有点小脾气，时不时上下波动个十几伏。后来在电容并联端加了个动态均压电阻，这个问题才勉强按住。

总结几个血泪教训：

1. 先调电流环再动电压环，顺序反了会怀疑人生
2. 锁相环响应速度要比电流环慢半个拍子
3. 遇到震荡别急着改参数，先检查坐标变换矩阵
4. 示波器别光盯着电压看，中点电流才是隐藏BOSS

仿真文件传GitHub了（地址马赛克处理），欢迎各位道友前来互相伤害。下次准备折腾T型三电平，据说那玩意儿的损耗分布更魔幻...