首先說一下在整個仿真過程中遇到的問題。最開始仿真只是照著原理圖搭建simulink仿真圖,然后對整個一個雙buck逆變器進(jìn)行仿真,最后有兩種結(jié)果,
1.仿真失敗,出現(xiàn)莫名其妙的錯誤
2.仿真成功,輸出莫名奇妙的結(jié)果
一次成功的情況很少,幾乎沒有。
總結(jié)原因:
1.對simulink的仿真模塊不熟悉,使用了錯誤的模塊;
2.對電路不熟悉,電路參數(shù),控制方法等。
對于電力電子仿真前,應(yīng)該要做到這幾點(diǎn):
1. 計(jì)算好電路參數(shù)(最重要的是電感、電容和開關(guān)頻率的匹配);
2.明白電路的控制方法,調(diào)制規(guī)則(如何產(chǎn)生控制信號、控制信號加在那個開關(guān)管);
3. 要清楚理解電路的工作原理(不同控制信號,加在電路上電路的工作模塊)。
4.明白在仿真中要用到的模塊的工作原理和適用范圍(初學(xué)者可能會比較費(fèi)力,仿真做多了就都熟了,如果要用到新的模塊,最好的了解方式是通過help查看simulink給的技術(shù)文檔)。
對雙buck逆變器仿真,無論怎樣都不能輸出正弦波,以至于懷疑這個雙buck逆變電路是否真的可以輸出正弦波。在重新查看資料后,準(zhǔn)備將雙buck拆分,分成正負(fù)buck電路。
正負(fù)buck電路仿真
正Buck電路仿真圖
輸出電壓(上)和輸出電流(下)
上面是傳統(tǒng)Buck電路,采用簡單的閉環(huán)控制,參考電壓不是一個常數(shù),而是正弦波,輸出電壓同為正弦波。跟前面分析相同,直流電壓只為正的,buck電路的輸出電壓與直流電壓同向。只能輸出正弦波的正半周期。
負(fù)Buck電路仿真圖
輸出電壓(上)和輸出電流(下)
負(fù)buck電路也正常工作,輸出正弦波負(fù)半周期。
雙Buck半橋逆變器
將正負(fù)buck電路進(jìn)行并聯(lián),在控制方面又加了電流環(huán)。
雙Buck半橋逆變器閉環(huán)仿真
輸出電壓(上)和輸出電流(下)
經(jīng)過“拆分”和“組裝”,雙Buck半橋逆變器也算成功了。順便做了下開環(huán)的仿真。
雙Buck半橋逆變器開環(huán)仿真
開環(huán)輸出電壓(上)和輸出電流(下)
調(diào)制方式就是正常的SPWM調(diào)制,調(diào)制比為0.8。開環(huán)也可以輸出正弦波,因?yàn)闆]有電流電壓環(huán)的控制,導(dǎo)致輸出有些震蕩和畸變,正弦波。經(jīng)過了一系列的仿真,接下來對雙Buck全橋逆變器的仿真就比較順利了。
雙Buck全橋逆變器
全周期控制
全周期控制輸出電壓(上)、輸出電流(下)
半周期控制
半周期控制輸出電壓(上)、輸出電流(下)
根據(jù)上面仿真結(jié)果可以看出,全周期控制的輸出電流連續(xù),輸出電壓在過零時幾乎不存在畸變。半周期控制輸出電流在過零處存在斷續(xù)情況,且輸出電壓的過零畸變,較為嚴(yán)重。但是通過效率計(jì)算,半周期控制下的效率為85.3%,全周期控制下效率為83.81%。半周期控制下的效率還是較高的。
對比雙Buck全橋逆變器和雙Buck半橋逆變器,兩者主電路都是60V的直流電源,都采用開環(huán)控制,SPWM調(diào)制調(diào)制比為0.8,雙Buck半橋逆變器的輸出電壓幅值為20V左右,雙Buck全橋逆變器輸出電壓幅值為40V左右,可見雙Buck全橋逆變器的直流電壓利用率是雙Buck半橋逆變器的二倍。
以上仿真結(jié)果全部符合前面的分析。