1 概述
簡單系統(tǒng)可直接建立模型,，并分析模塊之間的相互關系以及模塊輸入輸出關系。但對相對復雜的系統(tǒng),，Simulink包含多個模塊,，使得各個模塊之間的相互關系非常復雜，不利于分析,。為此,，可將具有一定功能的模塊群進行封裝，用戶不必了解其內部結構,，只需了解其功能和輸入參數即可,。而且每個模塊可移植。仿真實驗平臺封裝的主要模塊包括：典型的單相整流器主電路,，三相全控橋整流器主電路,，檢測模塊(坐標變換)，脈沖產生模塊,，控制模塊,，測量模塊等。通過仿真得到三相可逆PWM整流器的主電路電感值,、開關頻率等參數,，并影響到輸入電流總諧波失真(THD)、電源功率因數以及系統(tǒng)輸出直流電壓,，從而為實際設計確定主電路的參數提供可靠依據,，對三相可逆PWM整流器設計具有實際意義。
2 模塊庫的建立
仿真平臺的建立是通過在Simulink Library Browser下面創(chuàng)建一個自己的模塊庫實現,，新建庫名為kongde,。用右鍵打開模塊庫，并將自己封裝的模塊添加到庫中,。添加完所有模塊并保存之后,，點擊Simulink Library Browser下面的kongcle，便顯示了該模塊庫中的所有模塊,，如圖1所示,。仿真時，只需將各個功能模塊從模塊庫中添加到模型文件中,，設置相應的參數,，并把各個功能模塊按照原理連接即可觀察結果,。
3 模塊封裝
3．1 整流器主電路
所建的整流器主電路采用阻感負載,。三相電壓型PWM整流器主電路如圖2所示,。對于Simulink依據整流器的數學模型，采用開關函數微分方程組搭建模型,，仿真運算速度較快,。由于模塊庫對諸如IGBT的緩沖電路參數，開關延時等參數有細致建模,，故而更接近真實情況,，如圖3所示。
3．2 控制模塊
仿真時所用的控制模塊是基于空間電壓矢量的電流解耦控制算法,，電流解耦控制模塊如圖4所示,。
3．3 功率因數測量模塊
因數測量包括功率因數、基波位移因數,、畸變因數,、以及有功功率、無功功率,、視在功率等,。對于三相系統(tǒng)，如果三相電壓電流波形對稱,，則有功功率為三相有功之和,，無功功率為三相無功之和，如圖5所示,。此模塊可測量三相系統(tǒng)功率因數,，以及有功、無功,、視在功率等,。
4 基于仿真模塊的三相VSR系統(tǒng)的仿真
整個系統(tǒng)是由一個電壓環(huán)和2個電流環(huán)組成的雙內環(huán)單外環(huán)的雙環(huán)控制結構，電壓環(huán)不僅控制直流輸出電壓,，并將電壓環(huán)調節(jié)器的輸出作為有功電流id的給定,，無功電流iq的給定可以直接設為零。在電流電壓雙環(huán)系統(tǒng)中,，作為內環(huán)的電流環(huán)直接決定著整個系統(tǒng)動靜態(tài)特性的優(yōu)劣,。整個系統(tǒng)的仿真模型如圖6所示，該系統(tǒng)包括主電路模塊,、檢測模塊,、電流解耦控制模塊、SVPWM模塊以及測量模塊,。該模型中的主要模塊均從kongde模塊庫中添加,，按照功能連接好相應模塊即可仿真,。設置系統(tǒng)參數，具體參數如表l所示,。
設置好參數后可對系統(tǒng)仿真,。突增負載時交流側電壓、電流波形與直流側負載波形如圖7所示,；突增負載時交流側三相電流波形如圖8所示,；突減負載時交流側電壓電流波形與直流側負載波形如圖9所示；突減負載時交流側三相電流波形如圖10所示,。
通過仿真結果可以看出：基于空間電壓矢量的電流解耦控制算法,，使三相VSR在穩(wěn)態(tài)時交流側電流波形對稱且為正弦，相電流與相電壓同相位,，且直流側電壓穩(wěn)定,，負載突變時，電壓有一定波動,，但很快在一個周波內跟上給定值,，可見系統(tǒng)具有較強的魯棒性。通過測量可知,，三相系統(tǒng)的功率因數近似為1,，并測量其中一相的電壓、電流,，測得基波位移因數以及畸變因數均近似為l,。在暫態(tài)過程中，電流具有快速的跟隨性能,，系統(tǒng)暫態(tài)過渡時間短,。在負載突變發(fā)生時，都能保持正弦電流波形,，并且保持高功率因數運行,。三相VSR的基于空間電壓矢量的電流解耦控制，直流側電壓更穩(wěn)定,，紋波更小,，功率因數較高。同時三相VSR亦可運行在單位功率因數逆變狀態(tài),。
5 結語
所建立的仿真平臺可提供一個更深入學習基本理論的機會,，而不是僅限于書本知識，在仿真過程中,。必然會碰到各種問題,，通過改變各種參數來分析波形，從而分析參數對整個仿真系統(tǒng)的影響。仿真平臺有一定局限性,，只對幾種常見的整流器進行封裝,，同時有些參數固定，比如PWM周期(0．02 s),，若要改變周期,，同時也得改變電源周期，這些還有待改進,。