维也纳整流器（Vienna recttifier）闭环仿真模型，Svpwm调制。 matlab, simulink
最近在研究维也纳整流器（Vienna rectifier）的闭环仿真模型，顺便用Simulink搭了个模型，分享一下我的思路和代码。维也纳整流器作为一种三电平整流器，在电力电子领域应用广泛，尤其是它的SVPWM（空间矢量脉宽调制）技术，简直是控制界的“瑞士军刀”。
首先，维也纳整流器的核心是SVPWM调制。SVPWM的基本思想是通过控制开关管的通断，生成一个接近正弦波的电压波形。Simulink里实现SVPWM，可以用“Space Vector Generator”模块，但为了更灵活，我选择自己写代码。
function [S1, S2, S3] = svpwm(Valpha, Vbeta, Vdc) % 计算参考电压矢量角度 theta = atan2(Vbeta, Valpha); % 计算扇区 sector = floor(theta / (pi/3)) + 1; % 计算占空比 T1 = sqrt(3) * sin(sector * pi/3 - theta); T2 = sqrt(3) * sin(theta - (sector-1) * pi/3); T0 = 1 - T1 - T2; % 生成PWM信号 S1 = (sector == 1 || sector == 2 || sector == 6) * T1 + (sector == 3 || sector == 4 || sector == 5) * T2; S2 = (sector == 2 || sector == 3 || sector == 4) * T1 + (sector == 1 || sector == 5 || sector == 6) * T2; S3 = (sector == 4 || sector == 5 || sector == 6) * T1 + (sector == 1 || sector == 2 || sector == 3) * T2; end这段代码的核心是计算参考电压矢量的角度，然后根据角度确定扇区，最后生成PWM信号。Simulink里可以把这个函数封装成一个MATLAB Function模块，直接调用。
接下来是闭环控制部分。维也纳整流器的闭环控制通常包括电流环和电压环。电流环负责控制输入电流，电压环负责控制直流母线电压。Simulink里可以用PID控制器实现，但为了更精确，我用了PI控制器。
function [duty_cycle] = pi_controller(error, Kp, Ki, Ts) persistent integral; if isempty(integral) integral = 0; end integral = integral + error * Ts; duty_cycle = Kp * error + Ki * integral; end这个PI控制器的实现很简单，就是经典的误差积分控制。Simulink里同样可以封装成一个MATLAB Function模块。
最后，把SVPWM和PI控制器结合起来，搭建一个完整的闭环仿真模型。Simulink的模型结构大致如下：
- 输入电压和电流：用Sine Wave模块生成三相输入电压和电流。
- SVPWM模块：调用前面写的SVPWM函数，生成PWM信号。
- PI控制器：调用PI控制器函数，控制电流和电压。
- 维也纳整流器模型：用Simulink的电力电子模块搭建维也纳整流器的主电路。
- 输出：用Scope模块观察输出电压和电流波形。
运行仿真后，可以看到输出电压和电流波形非常接近理想的正弦波，说明闭环控制效果不错。
当然，这只是个简单的模型，实际应用中还需要考虑很多细节，比如死区时间、开关损耗等。不过，作为一个入门级的仿真模型，这个已经足够用了。如果你对维也纳整流器感兴趣，不妨试试自己搭一个模型，亲自动手的感觉比看论文强多了。
最后，附上Simulink模型的截图，供大家参考。希望这篇文章能帮到你，如果有问题，欢迎留言讨论！
!Simulink模型截图
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