1  设计指标

  • 输入电压：700Vdc

  • 电网电压：线电压380V±15%

  • 并网功率：10kW

  • 开关频率：50kHz

  • 系统时钟：100MHz

  • MCU类型：浮点

2  仿真模型详细设计

  1. 2.1主回路

图1 主回路仿真模型

Udc为直流侧输入电压(700V)，Grid为三相交流电网，Rs1为直流输入回路的寄生阻抗，Rs1、Rs3、RS4为交流回路寄生阻抗，Ci为输入滤波电容，L1、L2和L3为三相交流滤波电感，C1、C2和C3为交流滤波电容，负载类型为电网负载。

  1. 2.2采样电路

图2 采样电路仿真模型

系统共7个采样点，三相交流相电压Ua_s、Ub_s、Uc_s，三相交流线电流Ia_s、Ib_s、Ic_s，直流侧电压Uo_s。每个采样点(其中三相交流电压和三相交流电流采样经过1.65V的电压偏移)经过一阶滤波器(滤波器带宽跟开关频率一致即可)处理转换成0~3.3V的电压，经过12位的AD采样得到ADCRESULT0..6，最后经过比例处理得到实际采样值供MCU使用。

  1. 2.3控制算法

首先通过三相锁相环模块对电网相位进行锁相，并计算到交流电压和交流电压在DQ轴上的分量。三相锁相环仿真模型参考《案例B5》。

图3 三相锁相环仿真模型

然后采用dq解耦+电压前馈控制算法，直接控制电流的给定来实现并网功率的控制。d轴电压环输出作为有功电流的给定，采用斜坡给定，终值为21.21A，对应并网功率10kW；q轴电压环给定为0，其输出作为无功电流的给定。再分别对dq轴上的电流进行PI控制，PI输出后经过前馈解耦得到在dq轴上的调制波Talfa、Tbeta。dq解耦+电压前馈控制框图如图4所示。

图4 dq解耦+电压前馈控制算法框图

最后将dq轴上的调制波变换到alfa-beta坐标轴上，便于下一步载波调制。坐标变换仿真框图如图5所示。

图5 坐标变换仿真框图

  1. 2.4调制电路

调制电路整体仿真模型如图6所示，输入为调制波在alfa-beta上的分量，以及直流侧电压，输出为3组互补的PWM信号。

图6 调制电路整体仿真模型

为了提高直流电压利用率，本仿真模型采用SVPWM调制策略，SVPWM仿真模型参考《案例B6》。

EPWM模块仿真模型如图7所示，载波为锯齿波，即EPWM1配置为UP模式，ZERO时清零，CMPA时置1，PWM1A和PWM1B配置为互补模式，死区时间设置为400ns另外需要根据DSP中EPWM1寄存器中比较值影子寄存器的特性增加仿真模型，当载波为0时才更新比较值(仿真模型中考虑到离散时间因素，设计为载波≤3时才更新比较值)，EPWM2和EPWM3的配置与EPWM1相同。

图7 EPWM模块仿真模型图

3  仿真结果

图8 三相逆变并网软启动仿真波形

图9 三相逆变并网满载稳态仿真波形

文章来源：电力电子仿真建模

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