SPWM波控制单相逆变器双闭环PID调节器的Simulink建模与仿真

　　3 建立仿真模型

　　在Simulink下构建三电平逆变器的仿真模型，该模型主要由三电平的SPWM产生电路，主拓扑电路，控制电路和负载电路4部分组成。控制电路实现了电压双环控制，同时为SPWM脉冲提供调制信号，负载可以选择阻性载或整流载。

　　3.1 建立主拓扑电路

　　首先来建立逆变器的主拓扑电路。根据图1所示的电路原理，在Matlab环境下新建一个上程，然后存Simulink库根据需要找出二极管和IGBT,连接电路图便可得到如图5所示的单相逆变器的主拓扑仿真模型。

　　图5 单相逆变器主拓扑结构图

　　其中，B1、B2、B3、B4分别代表四相SPWM波形驱动波形，+BUS、0分别表示图1中的Ud/2和N,C1和C2之间的电压即位图1中的U1.

　　3.2 负载电路建模

　　负载分为阻性载和整流载，为了更好的验证PID调节器的性能，在此假定整流载和阻性载同时存在，然后中间用开关来控制所带的负载特性。负载建模如图6所示。

　　图6 负载(阻性载和整流载可选)

　　当手动开关位于1时，负载特性为整流载。反之，当手动开关位于0时，负载特性为阻性载。图6中，D1为开关信号，D2、D3为连接到输出端的连接端口。

　　3.3 闭环控制电路以及输出电路建模

　　闭环控制电路的模型如图7所示。图7中;模拟示波器1中的1端口为输出端C1和C2未经过电容滤波而得到的输出电压，2端口为输出端C1和C2经过电容滤波后得到的输出电压，3端口为输出电压经过一个增益器之后所得到的对应的输出电压，4端口为系统输出电流，5端口为控制负载特性选择的开关信号。仿真波形如图8所示。

　　图7 闭环控制电路