功率因数校正模型

本示例使用中所述的功率因数校正电路维也纳整流器控制（西姆斯开普电气）. 功率因数校正预变换器校正负载的功率因数，从而提高配电系统的能源效率。当非线性阻抗（如开关电源）连接到交流电网时，此校正非常有用。

该型号使用维也纳整流器和开关电源将三相120V交流电源转换为稳压400V直流电源。为了确保正确表示器件导通电阻，使用MOSFET而不是理想开关对半导体元件进行建模。使用分区解算器将模型模拟配置为在加速器模式下运行。

开放式系统(“PWM整流器维也纳SC”)

DQ轴电流控制

对于本例，维也纳整流器的DQ轴控制器建模如下图所示。

在DQ轴控制中，依赖于时间的三相电流通过投影变换成一个时不变的两坐标矢量。这些变换是Clarke变换、Park变换以及它们各自的逆变换。这些转换在测量子系统中以块的形式实现。为了保持功率因数接近1，从电网中提取的无功功率应接近于零。因此，从控制器命令零Q轴电流允许功率因数接近1。

在该模型中，控制器具有以下增益：

控制器增益存储在数据存储存储器块中，并在外部提供给每个PID块。当控制器的调谐过程完成时，新的调谐增益被写入数据存储存储器块。此配置允许您在模拟期间实时更新控制器增益。

对于本例，使用闭环PID自动调谐块重新调谐这些控制器。

闭环PID自动调谐模块

闭环PID自动调谐块允许您一次调整一个PID控制器。它注入正弦摄动信号在植物的输入和测量产生的植物输出在一个闭环实验。当实验停止时，该模块根据在期望带宽附近的少量点估计的植物频率响应计算PID增益。对于这个维也纳整流模型，闭环PID自动调谐块可以用于每个控制器，如下所示的直流链路电压回路。

当您有要使用闭环PID自动调谐块重新调谐的初始控制器时，此工作流适用。这种方法的好处是：

当使用闭环PID自动调谐块的仿真和实时应用:

调整级联反馈回路

由于闭环PID自动调谐块一次只调谐一个PID控制器，因此必须在模型中分别调谐四个控制器。因此，首先调整内部电流控制器，然后是直流链路电压控制器，然后是电压中性控制器。

在模型模拟过程中：

调整每个控制器后，通过数据存储内存块更新控制器增益。

配置自动调谐块

将闭环PID自动调谐模块与设备和PID模块连接后，为每个模块配置调谐和实验设置。上调谐选项卡中，有两个主要的调整设置：

上实验选项卡中，有三个主要的实验设置：

在加速器模式下模拟自动调谐块

在本例中，Vienna整流器模型在加速器模式下运行，所有四个控制器在一个模拟中进行调谐。由于电力电子控制器的采样时间很短，模型的仿真通常需要几分钟的时间。

要调整控制器，请模拟模型。

模拟(“PWM整流器维也纳SC”)

下图显示了电流和电压控制器从0.65秒调整到1.45秒期间的直流链路电压曲线。它还显示了在1.5秒时引入不平衡负载以及随后在1.7秒时进行的电压中性点控制器调谐。

开放式系统(‘PWM_整流器_维也纳_SC/示波器/示波器’)

四个控制器使用新增益进行调整。

下图显示了直流链路电压响应与控制器调谐前后的参考值的比较。在0.7秒和1.1秒引入不平衡负载后，原始控制器（红色）无法维持直流链路电压。另一方面，自动调谐控制器以最小的超调量和良好的稳定时间减少上升时间到稳态值。