基于Simulink庫仿真的單相逆變電源調節器設計

2 雙環控制的選取
在逆變控制系統中，采用輸出電壓有效值反饋的方法進行控制，這種方法通過將輸出電壓有效值與實際所要求的電壓有效值進行比較，誤差信號與正弦信號相乘的結果作為SPWM的調制信號。這種方法的輸出波形穩壓精度較高，穩定性好，但最大的缺陷在于逆變器的動態響應很差，完全依靠逆變器的自然特性，輸出電壓的波形質量無法控制。當負載為非線性負載時，由于逆變器輸出阻抗的影響，輸出電壓波形的THD比較大。為解決以上的缺陷，引入內環電壓瞬時環，當負載發生變化時，采樣回來的輸出電壓會在電壓瞬時環的控制下，保持良好的動態響應，控制框圖如圖4所示。

在圖4中，輸入信號U為系統所要求的信號，U為系統輸出信號。本系統將PID調節器1設置為電壓瞬時值內環，將PID調節器2設置為電壓均值外環。

3 建立仿真模型
在Simulink下構建三電平逆變器的仿真模型，該模型主要由三電平的SPWM產生電路，主拓撲電路，控制電路和負載電路4部分組成。控制電路實現了電壓雙環控制，同時為SPWM脈沖提供調制信號，負載可以選擇阻性載或整流載。
3．1 建立主拓撲電路
首先來建立逆變器的主拓撲電路。根據圖1所示的電路原理，在Matlab環境下新建一個上程，然后存Simulink庫根據需要找出二極管和IGBT，連接電路圖便可得到如圖5所示的單相逆變器的主拓撲仿真模型。

其中，B1、B2、B3、B4分別代表四相SPWM波形驅動波形，+BUS、0分別表示圖1中的Ud／2和N，C1和C2之間的電壓即位圖1中的U1。