STM32三相电压型SVPWM整流器仿真,以电压外环和电流内环控制,双闭环PID控制,输出电压600V。 三相电压型SVPWM整流器仿真,以电压外环和电流内环控制,双闭环PID控制,输出电压600V 三相电压型SVPWM整流器仿真,以电压外环和电流内环控制,双闭环PID控制,输出电压800V(可自行调节),单位功率因数运行,包含变负载仿真实验。 三相全控单极性桥式整流电路设计与matlab仿真 三相全控svpwm整流simulink 有报告
最近在搞三相电压型SVPWM整流器的仿真项目,发现这玩意儿确实有点意思。咱们今天直接撸干货,聊聊怎么用双闭环PID玩转600V输出的电压型整流器,顺带说说怎么在Simulink里搭这个系统。(别问我头发还剩多少,调PID掉的)
先看整体结构,核心就是电压外环+电流内环这对黄金搭档。外环负责稳住直流侧电压,内环死磕交流电流跟踪。就像炒菜,外环是火候把控,内环就是颠勺技术,两者配合才能出锅气。
在Simulink里搭模型时,重点注意这几个模块:
- 坐标变换模块(ABC→dq0)
用Clarke+Park变换直接上:
% dq变换核心代码片段 i_alpha = (2/3)*(ia - 0.5*ib - 0.5*ic); i_beta = (2/sqrt(3))*(0.5*ib - 0.5*ic); i_d = i_alpha*cos(theta) + i_beta*sin(theta); i_q = -i_alpha*sin(theta) + i_beta*cos(theta);这里有个坑——角度θ要实时更新,建议用锁相环同步电网相位,否则坐标轴飘起来比喝了假酒还猛。
- 双PID控制器配置
电流环的响应速度要比电压环快5-10倍,建议内环用PI就够了:
// 电流环PI参数示例 Kp_i = 0.35; // 别问为什么是这个数,试出来的 Ki_i = 1200; // 积分时间常数约0.3ms外环PID可以加点微分防止超调:
// 电压环PID典型配置 Kp_v = 0.8; Ki_v = 50; Kd_v = 0.001; // 微分项别太大,会抖- SVPWM生成模块
重点在扇区判断和矢量作用时间计算,Simulink里可以用Switch模块搭逻辑:
% 七段式SVPWM时间分配 T0 = (Ts - T1 - T2)/2; T7 = T0;这里注意死区时间的补偿,硬件仿真时没加这个的话IGBT会炸得比二踢脚还响(别问我怎么知道的)
调参实战经验:
- 先调电流环再调电压环,就像先穿袜子再穿鞋
- 负载突变时电压跌到580V以下?把积分项时间常数调小20%
- 出现高频震荡记得在PID后加一阶低通,截止频率设2kHz左右
- 单位功率因数秘诀:q轴电流给零!但实际中要留点余量
变负载仿真时,负载电阻从30Ω切到60Ω的瞬间,直流电压波动控制在5%以内算合格。看波形时重点盯住切换瞬间的电压凹陷和恢复时间,这时候外环PID的微分项就派上用场了。
最后说下升压到800V的骚操作:
- 改直流侧电压给定值
- 重新整定电压环参数(Kp要翻倍,Ki减三分之一)
- 检查IGBT耐压够不够(仿真可以任性,真机小心放炮)
这个模型跑起来后THD能做到3%以内,功率因数0.99不是梦。不过要真做实物的话,建议采样频率至少20kHz,STM32的定时器配置记得开预装载,不然PWM波会有毛刺。
代码打包时记得把SVPWM模块单独封装,以后做逆变器项目直接拖过来就能用,这才是工程师的摸鱼智慧。