1??設計指標

• 輸入電壓：700Vdc

• 電網電壓：線電壓380V±15%

• 并網功率：10kW

• 開關頻率：50kHz

• 系統時鐘：100MHz

• MCU類型：浮點

2??仿真模型詳細設計

2.1主回路

圖1?主回路仿真模型

U_dc為直流側輸入電壓(700V)，Grid為三相交流電網，R_s1為直流輸入回路的寄生阻抗，R_s1、Rs₃、R_S4為交流回路寄生阻抗，C_i為輸入濾波電容，L₁、L₂和L₃為三相交流濾波電感，C₁、C₂和C₃為交流濾波電容，負載類型為電網負載。

2.2采樣電路

圖2?采樣電路仿真模型

系統共7個采樣點，三相交流相電壓U_{a_s}、U_{b_s}、U_{c_s}，三相交流線電流I_{a_s}、I_{b_s}、I_{c_s}，直流側電壓U_{o_s}。每個采樣點(其中三相交流電壓和三相交流電流采樣經過1.65V的電壓偏移)經過一階濾波器(濾波器帶寬跟開關頻率一致即可)處理轉換成0~3.3V的電壓，經過12位的AD采樣得到ADCRESULT0..6，最后經過比例處理得到實際采樣值供MCU使用。

2.3控制算法

首先通過三相鎖相環模塊對電網相位進行鎖相，并計算到交流電壓和交流電壓在DQ軸上的分量。三相鎖相環仿真模型參考《案例B5》。

圖3?三相鎖相環仿真模型

然后采用dq解耦+電壓前饋控制算法，直接控制電流的給定來實現并網功率的控制。d軸電壓環輸出作為有功電流的給定，采用斜坡給定，終值為21.21A，對應并網功率10kW；q軸電壓環給定為0，其輸出作為無功電流的給定。再分別對dq軸上的電流進行PI控制，PI輸出后經過前饋解耦得到在dq軸上的調制波T_alfa、T_beta。dq解耦+電壓前饋控制框圖如圖4所示。

圖4 dq解耦+電壓前饋控制算法框圖

最后將dq軸上的調制波變換到alfa-beta坐標軸上，便于下一步載波調制。坐標變換仿真框圖如圖5所示。

圖5?坐標變換仿真框圖

2.4調制電路

調制電路整體仿真模型如圖6所示，輸入為調制波在alfa-beta上的分量，以及直流側電壓，輸出為3組互補的PWM信號。

圖6?調制電路整體仿真模型

為了提高直流電壓利用率，本仿真模型采用SVPWM調制策略，SVPWM仿真模型參考《案例B6》。

EPWM模塊仿真模型如圖7所示，載波為鋸齒波，即EPWM1配置為UP模式，ZERO時清零，CMPA時置1，PWM1A和PWM1B配置為互補模式，死區時間設置為400ns另外需要根據DSP中EPWM1寄存器中比較值影子寄存器的特性增加仿真模型，當載波為0時才更新比較值(仿真模型中考慮到離散時間因素，設計為載波≤3時才更新比較值)，EPWM2和EPWM3的配置與EPWM1相同。

圖7 EPWM模塊仿真模型圖

3??仿真結果

圖8 三相逆變并網軟啟動仿真波形

圖9?三相逆變并網滿載穩態仿真波形

文章來源：電力電子仿真建模

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總結

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