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基于联合仿真提高有源功率因数校正电路控制系统反馈拓扑
发布日期:2018-07-03  来源:北京师范大学学报(自然科学版)   浏览次数:75
核心提示:摘要:有源功率因数校正电路(ActivePowerFactorCorrection,简称APFC)作为这一种新型抑制谐波污染和限制电流波形畸变净化供电网热门技术,越来越受到
摘 要:有源功率因数校正电路(Active Power Factor Correction ,简称APFC)作为这一种新型抑制谐波污染和限制电流波形畸变净化供电网热门技术,越来越受到人们重视。在研究APFC仿真中,由于对仿真精度和仿真效率的要求,利用了PSIM和MATLAB的通信接口simcoupler,在PSIM和MATLAB联合仿真增大了APFC电源中的反馈环节中的幅值裕度和相角裕度,从而使得仿真精度和仿真效率都得到了提高。
关键词:有源功率因数校正 相角裕度 幅值裕度 反馈环
引言(Introduction)
随着计算机技术的飞速发展,计算机仿真技术在电力电子领域得到了广泛应用,促进了电力电子产品研发水平的提高,为提高电力电子产品的性能,缩短产品研发周期提供了便宜且高效的平台。前,应用较多的仿真软件有Cadence、OrCAD、PSpice、PSIM、Saber等。此外,功能强的Matlab也提供了电力系统模块PowerSystemBlocksets。
在上述电力电子线路(系统)专用仿真软件中,也各有自己的利弊。在这些软件中,大致可以分为两类,第一类着重于电力电子拓扑的设计,例如Cadence、OrCAD、PSpice,PSIM,Saber等,第二类就是通过侧重于对电子系统控制和算法优化,其中最具代表性的就是MATLAB。在第一类软件中,Saber以其专业性,使得仿真效果最接近实际,强大的算法设计使得仿真速度慢,价格昂贵。PSpice的仿真波形较专业,较适合实验要求,但其求解器收敛性较差,对闭环系统仿真时很难收敛。PSIM以理想化的元件模型建模,同时提供了功率级电路和控制电路中的常用元件模型,采用较为简单的梯形法求解系统方程,[1]仿真速度快,并可在一定程度上兼顾线路与系统层面的仿真。通常我们在设计产品中根据实际需求选用这些不同精度的电力电子设计软件来达到仿真的目的。在第二类软件中,MATLAB毋庸置疑是世界上应用最为广泛的仿真软件之一。在电子系统仿真优化方面其在控制系统中的算法控制优化是最强大和高效的。但MATLAB在开关器件模型中尤其是闭环电路中很难收敛甚至不收敛,其仿真结果也与实际往往差别较大。通常电子工程师Cadence、OrCAD、PSpice,PSIM、Saber等软件中设计电路,当要对所设计电路优化时,便通过对所设计拓扑进行数学建模,利用MATLAB强大的控制策略和算法仿真能力进行拓扑数据优化。但是对于拓扑的数学建模是一项十分复杂且繁琐的过程,并且由于拓扑网络和计算的繁琐和复杂性,在简化过程中所建数学模型往往不能很好的与设计拓扑网络的实际效果相吻合,达到仿真优化效果大打折扣。
作者:冯其林
 
 
 
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