Simulink仿真

基于DQ解耦控制搭建了单相PWM整流器，可以实现单位功率因素运行，直流侧输出电压可控，功率因素可调。

输入端220V交流电,直流侧期望输出电压800V.

仿真文件已上传资源,需要自取.

注:Simulink版本为2021b

完整框图

仿真结果

输入电压与输入电流

输出电压波形

无功电流跟踪

有功电流跟踪

关键代码部分

alpha轴信息移相90°得到beta轴信息

利用数组存储物理量，改变索引值到达移相的效果。

void GetBeta()
{static Uint16 count_alpha = 0;// orthogonal signalU[count_alpha] = Ualpha; I[count_alpha] = Ialpha;if (count_alpha >= 125)Flag_Alpha = 1;if (Flag_Alpha == 1) // finished 1/4 cycle{if (count_alpha < 125){Ubeta = U[count_alpha + 375];Ibeta = I[count_alpha + 375];}else if (count_alpha < 500 && count_alpha >= 125){Ubeta = U[count_alpha - 125];Ibeta = I[count_alpha - 125];}}count_alpha++;if (count_alpha >= 500)count_alpha = count_alpha - 500;
}

Park变换

在simulink搭建仿真的过程中，到dq轴变换模块还有一个参数。

详细讲解可以参考该位博主的讲解

Matlab的dq变换模块到底选哪一种变换方式？90 degree behind phase A axis和 Aligned with phase A axis有什么区别？

Aligned with phase A axis-基于余弦的变换，中国课本大多沿用。
90 degree behind phase A axis-基于正弦的变换，国外课本大多沿用。

不同的参考轴需要不同的控制策略。

基于余弦的变换下，D轴是有功分量，而Q轴是无功分量。
譬如本例子将DQ用于单相PWM整流，要实现单位功率因数则需要Q轴电流为0，即无无功分量。电压外环的输出作为D轴电流的指令值。

基于正弦的变换下，Q轴是有功分量，而D轴是无功分量。
该情况多用于电机控制中，如PMSM。速度外环的输出作为Q轴电流的指令值，而D轴电流指令值为0。再得到UdUq、判断扇区生成SVPWM。

void ParkTrsfm()
{Ud = Sin * Ualpha - Cos * Ubeta;Uq = Cos * Ualpha + Sin * Ubeta;Id = Sin * Ialpha - Cos * Ibeta;Iq = Cos * Ialpha + Sin * Ibeta;
}

调制发波

在Simulink中的载波我们通常都是设为正负半周对称的三角波，而在利用DSP芯片实现时，TBCTR是载波，CMP是调制波。

芯片的特性使得载波是一个位于0轴线以上的三角载波，而调制波也相应的是一个非负值。

解决办法是在数字芯片中，抬升载波，以TBPRD/2为0轴线，从而使得调制波在0轴线上下波动，从而正确发波。

void GeneratePWM()
{temp1 = 0.5 * tbprd + Modulation * ModulateWave;temp2 = 0.5 * tbprd - Modulation * ModulateWave;// limit modulate wave // 限幅考虑死区时间的占空比if (temp1 > 0.98 * tbprd)temp1 = 0.98 * tbprd;if (temp1 < 0.02 * tbprd)temp1 = 0.02 * tbprd;if (temp2 > 0.98 * tbprd)temp2 = 0.98 * tbprd;if (temp2 < 0.02 * tbprd)temp2 = 0.02 * tbprd;// assign modulate waveEPwm1Regs.CMPA.bit.CMPA = (Uint16) temp1;EPwm2Regs.CMPA.bit.CMPA = (Uint16) temp2;
}

仿真及工程代码链接

基于DQ解耦控制的单相PWM整流器

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