Y源逆变器仿真



三相逆变器的simulink仿真中电压电流双闭环控制参数到底如

在三相逆变器的Simulink仿真中，电压电流双闭环控制参数的设计与验证是关键步骤。首先，通过构建三相并网逆变器模型，确保数学模型能够与物理模型的输出相吻合，这为控制器设计提供了坚实基础。模型中通过加入电网电压前馈和解耦项，实现了对d、q分量的独立控制，使得在输入信号变化时，输出量不受影响，有效实现了解耦控制。

在控制器设计方面，采用PI控制器进行电流环控制。通过对比系统模型与典型二阶系统的特性，发现控制器参数设计时需考虑附加闭环零点对动态性能的影响。基于此，设计控制器参数以满足系统动态性能要求，如峰值时间提前、超调量增加等。同时，通过伯德图分析，直观验证了控制器设计的合理性。

针对调制器模型，详细讨论了开关过程中的调制器增益与控制延时。通过分析调制器输出特性，解释了其零阶保持器特性，以及控制周期内的延时效应。此外，系统模型中加入调制器增益与控制延时，确保了仿真模型的完整性与准确性。

总结而言，电压电流双闭环控制参数的设计需综合考虑数学模型与物理模型的匹配、解耦控制的实现、控制器动态性能的优化以及调制器特性的影响。通过上述步骤，能够有效设计出满足性能需求的控制器，确保三相逆变器在Simulink仿真中的稳定运行与高效控制。

RT Box教程205： 虚拟原型（ RT Box:Virtual Prototyping）

在PLECS RT Box上构建简单电压源逆变器（VSI）的教程旨在深化您对实时仿真应用的理解。本教程侧重于应用先前学习的优化技术，以实现三相VSI系统的闭环控制。您将使用虚拟原型控制器和设备在通过环回电缆连接的单独RT Box上运行的设置。

本教程的目标是让您能够运用前面教程练习的概念，以便在实时仿真应用程序中使用这些工具。在开始之前，请确保您拥有RT Box和PLECS编码器许可证，并了解基本RT Box操作和用法。设计本教程使用两（2）个RT Box和两（2）条环回电缆来完成，环回电缆驱动来自RT Box输出的RT Box模拟和数字输入。

虚拟样机概念在开发HIL和RCP模型时被用来评估实时平台的性能，作为连接任何控制或电源硬件前的中间阶段。虚拟样机设置中，一个RT Box将为转换器建模，另一个RT Box将为控制器建模，然后连接RT Box的I/O，形成一个完整的闭环系统，两个单元之间交换测量和控制信号。

通过虚拟样机设置，您可以获得更多的信心继续进行HIL或RCP测试。

在模型优化部分，您将把之前开发的开环VSI模型转换为适合实时仿真的模型。您将把模型分成工厂和控制器系统，这些系统可以离线运行，也可以实时部署到虚拟原型环境中。您将为设备和控制器创建两个独立的子系统，给这些子系统贴上相应的标签。在顶层示意图中，子系统之间连接控制信号。

接下来，您需要在“Controller”子系统中添加一个模拟输入组件，测量VSI输出电流，并将模拟输入结果连接到子系统内的示波器。保持控制器处于开环状态，检查离线模拟的结果。

问题：您应该观察到平衡的三相正弦电感电流范围，这些结果基于PWM输出模块的正弦输入信号。电流和PWM波形应与您在初始“RT Box教程2：在PLECS RT Box上构建简单VSI”练习中观察到的波形相似。更改模型的结构不应影响结果。

您的目标是使模型与参考模型“virtual_prototyping_1.plecs”相同。

在控制器的实现部分，您将为VSI系统实现一个闭环控制器。复制现有的控制器块，并将其粘贴到“control”子系统中。连接恒定块至DQ控制器的“iq*”和“id*”输入，q轴电流为300 A，d轴电流为0 A。双击DQ控制器组件以查看子系统参数，选择参数并估算Kp和Ki增益的合理值。执行离线模拟以检查不同参数值的系统响应。

问题：在线运行此模型还需要哪些修改和更改？答案：必须启用"Plant"和"Controller"子系统以生成代码。必须选择模拟步长并将其输入"Coder Options + General "编码器选项+常规菜单。RT Box通道分配和模拟输入输出电压范围应对齐。关键步骤包括确定模拟信号的缩放和偏移因子，以及将峰值电感电流调整到RT Box模拟输出电压范围内。同时，控制器子系统中模拟输入组件测量的电流需要进行缩放和偏移，以表示电路中的实际电流。

目标是使模型与参考模型“virtual_prototyping_2.plecs”相同。

虚拟样机部署阶段涉及设计一个完整的闭环系统进行离线仿真，之后几乎可以进行实时部署。在为RT Box生成代码之前，选择离散化步长并考虑模拟信号缩放至关重要。通过离线仿真设计后，您可以实施完整的实时虚拟样机设置，评估三相VSI系统的闭环控制。

问题：在模型中应用设置的合理比例因子是什么？答案：在开环运动中，观察到峰值电流为±376 a，调制指数为1.0。默认模拟输出电压范围为±10 V。将峰值电流四舍五入至400 A，并在输出电压箝位之前考虑两个裕度的因素，可以确定模拟输出的比例因子为10 V/（2·400 A）或0.0125。为了简化偏移设置，将RT Box目标的模拟输入范围更改为±10 V。对于零偏移值和±10 V模拟输入范围，模拟输入比例值只是模拟输出比例因子的倒数。

为每个子系统指定步长并生成代码。在顶层示意图的适当位置添加范围，以比较正常模式和CodeGen模式的结果。合适的离散化步长通常从5µs开始，这相当于每个切换周期20个模拟时间步。保持PWM Capture组件的“Averaging interval”平均间隔设置为所选择的离散化步长。在“Plant”和“Controller”子系统中添加额外的范围，以便在实时仿真期间观察重要的量（例如电流、PWM信号等）。您可能希望运行模型并保存脱机跟踪，以便与实时结果进行比较。

在单独的RT Box上运行每个子系统，并检查执行时间。将PWM Capture组件的“Averaging interval”设置为所选择的离散化步长。使用DSub电缆连接相应的数字和模拟I/O端口。启动两个RT Box的外部模式，并在范围中检查结果。最后，使用参考模型“virtual_prototyping_3.plecs”为目标。

在结论部分，您现在已经在虚拟原型环境中完成了三相VSI的完整闭环控制。通过优化PLECS模型以进行实时仿真，学习了关键概念，包括子循环平均、混合电源模块、CodeGen仿真和步长选择。这些技能为将这些工具应用于未来的实时仿真应用程序奠定了基础。

基于准PR控制的LCL三相并网逆变器仿真模型（Simulink仿真实现）

基于准PR控制的LCL三相并网逆变器仿真模型，利用Simulink进行实现。该逆变器在电力电子领域具有高效性、高功率密度和可编程性强的特性，广泛应用于可再生能源、电动汽车等领域。

构建电力系统模型时，需包含直流电源、LCL三相并网逆变器、输出滤波器和电网。在逆变器中，需建立准PR控制器模型，实现对输出电压和电流的控制。模型建立需考虑电感值、电容值、阻值等参数的精确性，仿真中应实时监控和记录数据，分析和验证结果，并对仿真结果进行优化和调整，以满足实际应用需求。

运行结果方面，通过Simulink仿真，模型运行稳定，输出符合预期，验证了准PR控制在LCL三相并网逆变器中的有效性。

参考文献中提及的相关研究，有助于理解准PR控制在LCL三相并网逆变器中的应用及分析方法。如有引用或借鉴，会注明出处，并保持内容的准确性。

具体Simulink仿真实现步骤及详细讲解将在后续文档中提供，以满足对准PR控制在LCL三相并网逆变器仿真模型构建和运行细节的深入理解需求。

基于V/F控制的三相逆变器仿真模型研究（Simulink仿真实现）

分布式电源逆变器控制方法有PQ控制、V/f控制和Droop控制，其中V/f控制适用于孤岛运行微电网，使频率和电压保持稳定。采用V/f控制策略的三相逆变器，在功率变化范围内，输出电压保持稳定。V/f控制通过反馈电压调节交流侧电压，实现输出电压稳定，通常采用双环控制策略，电压外环保持稳定输出电压，电流内环快速抵御扰动。三相逆变器输出电压和逆变桥输出电流经过Park变换为d轴和q轴分量，与指令电压、角频率和参考信号通过PI控制器和反Park变换形成六路驱动信号，控制开关管开通与关断。

V/F控制是将交流电压振幅与频率按比例关系控制的一种方法，用于将直流电能转换为交流电能。在仿真模型研究中，使用电力系统仿真软件如Matlab/Simulink、PSIM等建立控制方法模型。模型关键在于将直流电压转换为交流电压，具体步骤包括建立直流电压源、三相逆变器桥臂和三相负载模型，将它们连接起来，并设置V/F控制参数。运行仿真后，可以观察逆变器输出的交流电压和负载电流波形，以及功率转换效率等指标，评估V/F控制性能。具体仿真步骤和参数可能因使用的仿真软件有所不同。

基于V/F控制的三相逆变器仿真模型搭建步骤包括：建立直流电压源、三相逆变器桥臂、三相负载模型，连接电源、逆变器和负载，设置V/F控制参数并运行仿真。观察仿真结果，如逆变器输出波形和负载电流波形，以及功率转换效率等性能指标，评估V/F控制方法的性能。

在具体研究中，仿真模型的搭建和参数设置应根据实际情况进行调整和优化。具体步骤和参数设置因使用的仿真软件而异，以上为一般性参考步骤。

参考文献：文章中引用内容如有不妥，请随时联系删除。[1] 张飞, 刘亚, 张玉杰. 基于V/F控制的三相逆变器仿真模型的研究[J]. 自动化与仪器仪表, 2015.

基于GaN器件的双Buck逆变器的研究（上）

基于GaN器件的双Buck逆变器的研究的核心要点如下：

双Buck逆变器的工作原理：

双Buck逆变器由两个Buck电路组成，通过正负极性的交替工作，实现全周期输出。正Buck电路在SPWM控制下输出正弦波的正半周期，负Buck电路则输出负半周期。两者并联后能输出完整的正弦波。

仿真过程中的挑战与解决方案：

在仿真过程中，作者遇到了参数匹配问题和控制方法理解不足的挑战。通过调整电路参数、明确控制规则以及深入理解工作原理，成功地通过仿真验证了双Buck逆变器的正弦波输出能力。

GaN器件在双Buck逆变器中的关键作用：

GaN器件具有高开关速度和优良的反向恢复性能。这些特性使得GaN器件在双Buck逆变器中发挥关键作用，推动了电力电子装置向高频化和高功率密度方向发展。

GaN开关管关键参数的分析：

文章中详细分析了GaN开关管的关键参数，如漏源电压、栅源电压、通态电阻等。这些参数的优化对于提高逆变器效率至关重要，为设计和优化基于GaN器件的双Buck逆变器提供了有价值的基础。

三相逆变器SPWM三次谐波注入仿真分析

在深入探索三相逆变器的SPWM技术中，我们首先描绘了一个引人入胜的电路场景：如图1所示的电压型三相逆变器，其中直流电压稳定在600V，载波频率设定为1kHz。负载条件独特，包括三相对称的10Ω电阻和10mH电感，同时接入一个50Hz的正弦波负载，其幅值为320V。为了模拟真实世界中的谐波行为，我们采用SPWM技术进行仿真，其中三次谐波的注入理论占据核心位置。

首先，我们构建了一个精密的工具箱——三相正弦波产生模块。借助Simulink的MATLAB Function，我们精确地生成了三相正弦波，参数time、f（50Hz）和SineWave_Am（320V）共同编织出和谐的波形，初相角随机变化，为逆变器的动态性能增添了一份自然的随机性。

然后，三次谐波计算模块如同一颗精密的调谐器，利用PLL技术跟踪a相电压，通过PID控制器的精细调节，确保a相电压的1/6幅值三次谐波与基波同步，这在逆变器的性能优化中扮演了关键角色。

紧接着，SPWM计算生成模块的舞台展开了，采用的是不对称规则采样法。这个魔法般的函数接收time、udc、fc（1kHz）、三相电压a~c作为输入，输出SPWM1~6，它犹如一个调色板，将三角形载波和阶梯波巧妙地交织，形成SPWM信号。同时，我们还嵌入了一款IIR巴特沃斯低通滤波器，它的目标是精确地滤除高频噪声，确保负载电压波形的纯净度。

整个仿真模型的构建如同一部交响乐，包括调制波的设计、谐波跟踪、SPWM信号的生成，以及逆变器模块和测量系统的协同工作。每个环节的波形分析都无比关键：调制波如预期般精准，谐波与基波同步如诗如画，SPWM波形调整至理想的0电平，滤波器在60Hz频段显示出强大的衰减能力，负载电压波形完美地满足了设计要求。然而，逆变器输出中依然可见显著的奇次谐波，总谐波失真（THD）达到了92.82%，这表明我们在追求效率的同时，对谐波管理的挑战也日益凸显。负载相电压呈现出五电平特性，THD为64.9%，这进一步揭示了SPWM技术在实际应用中的复杂性与优化空间。

通过这个仿真过程，我们得以深入理解SPWM技术在三相逆变器中的实际应用，以及三次谐波注入对性能的影响，为未来的优化设计提供了宝贵的数据和见解。

阻抗建模、验证扫频法光伏并网逆变器扫频与稳定性分析(包含锁相环电流环)（Simulink仿真实现）

并网逆变器序阻抗扫描与稳定性分析，结合锁相环与电流环，是新能源变流器研究的重要部分。本文旨在介绍一种基于Simulink仿真的光伏并网逆变器扫频与稳定性分析方法。

首先，概述了逆变器序阻抗扫描的关键步骤，包括阻抗建模与验证，以及扫频法的应用。通过设置扫描范围与点数，可以准确评估逆变器在不同电网条件下的性能。程序附带详尽注释，确保代码清晰易懂，包含阻抗建模与扫频两个部分。

进一步，提供了在线讲解，演示如何高效使用仿真程序，一次可扫描五个点，实测30个点仅需2到5分钟。仿真结果包括Nyquist奈奎斯特曲线，为分析提供直观数据支持。

稳定性分析采用序阻抗方法，理论与仿真结果一致。然而，在考虑电网阻抗影响的电流环路分析（dq阻抗）时，遇到特定问题。例如，当电网阻抗为10mH时，仿真显示不稳定现象，序阻抗判定同样不稳定。详细分析结果如下。

运行结果显示，特定条件下逆变器稳定性受到挑战。针对此现象，后续研究可深入探讨电流环路设计与优化，以提高逆变器在弱电网条件下的稳定性能。

参考文献部分，引用了李杨和伍文华的研究，进一步支持本文分析方法的理论基础与应用价值。文章中提及的引用会确保准确性与合法性。

最后，为确保学术诚信，引用来源均注明出处或引用为参考文献。如发现任何不妥之处，请随时联系作者，以便及时修正。

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