基于MATLAB／SIMULINK的三相电压型逆变器的快速仿真研究SIMULINK的三相电压型逆变器的快速仿真研维普资讯船电技术____年01第5期基于MATLAB/SMULIINK的三相电压型逆变器的快速仿真研究余海洲刘丹伟黄声华(中科技大学武汉407)华043摘要：本文首先建立了三相电压型逆变器的连用数学模型.然后在￣TALB的SMUIK环ILN境中加以实现.封装威—匝模块.可用于所有涉及到三相电压型逆变器的控制系统中进行仿用真研究.美键词：三相电压型逆变器MALB1TASMULN1K仿真1引言MALB语言是一种功能强大的计算TA机辅助设计和仿真语言，尤其它提供的.J。,SMLNIUIK仿真工具具有图形化、模块化的界面，易于实现控制系统的仿真等系列优点而倍受人们的青睐.但遗憾的是，在MALBTA53以前的版本中没有提供三相电压型逆变器的仿真模型，而三相电压型逆变器在控制系统中如变频调速、高频开关电源、以及功率因数校正等系统中的应用却颇为广泛。为此，建立一种三相全桥逆变器的数学模型和通用模块显得尤为必要。本文建立了一种三相全桥逆变器的数学模型和仿真模型，模型简单、通用性好，仿真效率高，井给出了一个仿真实例的仿真结果。田I三相电压型逆变器的等效拓扑结构拓扑结构如图】示.所由于同一桥臂的两个开关管不能同时导通，任意时刻有且只有三个管于是导通的，设第i开关管导通时，S=1个.,否则S=0,.即I1,第i个开关管导通。l,筇i开关管截I(=l,4560个i,3,.)22三相电压型逆变器的数学模型三相全桥逆变器有大功率晶体管(R)功率场效应管(GT、MOSE)绝FT、缘栅双极型晶体管(IT)等器件，这些GB同时假设L=L=L=L,耜参数完全三对称，则UNUUBUc=l—+3Ju:(‘‘)uu(Jf1l器件一般由6开关管组成。仿真过程中，个在可以用一个理想的开关S来代替.其等效的()S()Sk-lk一2()2UcH、S()s()、Sf)k、kk。与开关s_s之闯的对应关系如表f所示整个逆变器的微分方程模型可表示为fi1(S)J]ra2k,-kU6dS’(S)一=￣k-LdibdtL对微分方程组(2)进行拉氏变换，并考虑到开关损耗.将其等效成一个电阻R,得：s(卜S(卜S(J【()kkk63)ds(卜S(卜S()U6kkk一hJ墨坐dtJs=pksf)S(U,(L})s(卜k一(c。6R—s【=k一k一kU.R+ss(S()s();】]6L)1(:pk一k_Uf+L)5s()S(S㈨]6Rs)b(4):￡:!21!:!::1;_s_S之间的功能关系寰__247;__247;__247;__247;』JL。0olO_J—+l—l:3一二五i—一/一—。—00n?0?1010_I+一++3—a3+l【Iu2-uulI???。0’一一2,_d一一】】JUju3u3o00f—+一j+/+:ll2UU3U3_It】+l+l0-0!?旦_L—-——0_+—一d2d一jlll。,U,u.33,__177;二u,+:一33U3!根据式()和()MTA的{2在ALB3模块化实现三相电压型逆变器圉2三相全桥电压型逆变器的仿真模型匿3逆变器的封装模SIMULINK的三相电压型逆变器的快速仿真研维普资讯船电技术____年01第5期圈4电流跟踪型PM控制下的三相电压型逆变器的仿真WSMUIILNK环境中建立的仿真模型如图2所示。其中PdclPdc9为乘法器.rut_rutooSmI、Sm2、Sm3减法器.Muuuu为_为复合器.Fn、Fnclc2、Fnc3为函数发生器。开关量S、S、S、S、、S、S过乘经Smua、Smb、Smuuc为减法器.b、Rlc滞环比较eay为器.当比较器的输入大于正的阈值时.比较器输出为I小于负的阈值时，输出为0;,a、Relya——RelyaLocgiala—、Loclb、Loclgiagia——c逻为法和减法运算.得到开关函数S()S(。k、k、JS()k.然后经过函数发生器Fn、FncIc2、Fnc3按照式(作用.与输入电压u2)再相乘，分别得到三相逆变器的输出电压u…、辑反相器，目的是为了保证同一桥臂的上下两个开关管一个处于导通，另一个截止.避免直通。U输入300V.电感值L和等效电阻值R可以随意选取.在此取L=O05R=3.图6、图7分别为滞环0H,n宽度为0IOA时的三相电流波形.从图A,.2中可以看出，环宽度越小，滞跟踪纹波越小，效果越好.图8当滞环宽度为0A时逆变为.2器的A相输出电压波形。u.图3逆变器的封装模型.为为一7输入，3输出的封装模块.在需要时可以直接进行调用。4仿真实例图4是三相电压型逆变器的仿真实例图，本系统在MAL5TABSMUIK环3的ILN境下完成.在赛扬46C机上经过验证，电6P路采用滞环电流跟踪型PWM控制.由三路给定的正弦信号SnWae、SnWaeievAievB、SnWaeievC作为参考电流，其幅值为！,A频率为5H0z.相位互差！3.图5示，如所5结论从以上...