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值综合考虑。滤波电容的作用是和滤波电感一起除去电压中的高次谐波，保证输出电压的要求，电容越大，波形失真度越小，流经逆变器的无功电流增加，但是逆变器的电流量增大后，导致系统的体积增大，效率降低。滤波电容过小则会导致输出电压的失真度变大。滤波电容的选取原则是在满足波形失真度的条件下，取值尽量小[11]。滤波电路如图3-9所示。
图3-9 滤波电路图
加上滤波电容后最大峰值电压
U0=2U=325V
一般三项全桥电路P=40KW
IPcf=V=123A 因此电容C的取值为
CIcff=2πVf=1703uF 14
(3-15)
(3-16) (3-17)
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第4章 系统的仿真
4.1 Matlab/Simulink仿真平台简介
Mathworks公司开发研创的新一代用于科学运算的Matlab平台与Simulink系统仿真平台，二者相结合成为控制系统动态建模、仿真的最实用的仿真软件。Matlab(即矩阵实验室)属于同时具有命令翻译、科学数值计算和图形处理等功能的交互式软件系统。Matlab软件1984年首次进入市场的，此后长期被改善，如今已成为了科学计算领域的一个标志；随后在1993年开发Simulink平台，这是在原有框图的情况下更加具有实用性仿真平台，Simulink是在Matlab环境下进行仿真，是Matlab为中心的包括数字、图像、编程功能以及在这些功能基础之上进行仿真和原型设计的一种工具，应用于对真实世界的动态系统的建模、仿真和分析。两者相互弥补，形成一种“基于模型=(Model-Based Design)”的系统开发平台。其主要作用是，通过虚拟系统中所搭建的物理原型，在同环境下对其仿真从而能够迅速完成对电路设计的完善。Matlab常用多种平台为基础来仿真，它内部的Simulink工具箱要优于其他仿真软件，所以在一般设计中，经常用Matlab进行仿真。SIMULINK的功能为对不稳定物理模型进行建模、仿真和分析，在现场的操作非常优秀的软件，它不仅包括连续、离散线性和非线性系统，而且还支持连续、离散相互混合的线性和非线性系统，除此还同时兼容多种采样频率的系统。当SIMULINK工作时，单靠鼠标方可达到在窗口中直接地“画”模型的目的，画完完整模型时，鼠标点击运行方可对电路实施仿真。为了方便，它还为客户设置了一个简单的方框图进行建模的图形接口，如此一来，在画模型图时就像自己用手在纸上画模型一样具有真实感，要比在原来的方法更有人性化的设计。同一般仿真软件对比，例如要对较传统的微、差分方程建模比较，它便存在很多优点，所以它成为了最常用的应用软件。SIMULINK包含有SINKS(输入方式)、SOURCE(输入源)、LINEAR(线性环节)、NONLINEAR(非线性环节)、CONNECTIONS(连接与接口)和EXTRA(其他环节)子模型库，并且在任一子模型库中还有功能差异模块。用户可以根据自己的实际情况设计和创建属于用户自己的模块。Simulink比其他软件突出的优点是，具有控制系统模型图形组态输入与仿真功能，也就是说用户只需要提供一些需要建立的数学模型和一些具体的模拟要求，用户调出模块库，从中选择需要的模块再一一组合一起，综上所述，用户只需要了解所用模块的输入输出的数学关系，不需要了解模块内部是怎样进行工作的，最后，用户利用模块库中基本模块的适当选择，
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将这些模块按照正确的方式搭建控制系统仿真模型，再对整个电路完成仿真与分析。这一较其他软件突出的优点令一个比较繁琐的系统的仿真建模更加容易，是平常一般普通仿真软件不存在的突出特点[12]。
用SIMULINK搭建模型能够呈现出递阶结构，所以使用者能够根据自己的情况考虑设计从上到下或者是从下到上的结构搭建准确结构模型。人们从为高级浏览，选中系统模块再双击，方可得下级电路结构，以此类推，能够调出所搭建的整个模型的电路图细节，有利于用户认识模型的结构和各模块之间的相互关系。当定义完成时，人们能够打开SIMULINK菜单或MATLAB命令窗口编写命令完成其系统的仿真。打开菜单方式输入指令的方式简化了交互工作的操作，而通过命令窗口输入指令的方式，比菜单方式更有助于运行一大类仿真。打开SCOPE和别的画图模块，在进行电路仿真的时，人们能查看电路仿真结果。不光有上边的功能，人们也能通过变换参数达到快速看到里边各模块变化情况。这个电路仿真结果人们能够自由保存到工作空间里进行处理[13]。 MATLAB Simulink给予多种仿真工具，特别是不断完善、增加内容的模块库给系统仿真带来了很多的方便。各学科领域根据本学科的仿真需要，在Matlab现有情况下，创造出更多的专用仿真程序，并把这些程序以模块的形式放入Simulink中，充实模块库。Simulink模块库实际上就是用Matlab基本语句编写的子程序集。从Simulink4.1版开始，就包含有电力系统模块库。Simulink变成环境比较随意，在这里用户创造须要的任一模型是被允许的，通过存在的模块构成针对具体仿真实验须要的新型模块，以扩充现有的模型库[14]。要建立自己的模型，主要有如下方法工如下。
(1)用现有模型组合成新的自定义功能模型。
(2)使用Matlab Function模型调用Matlab函数，构造形如y=f(x)的函数。 (3)通过S-Function模板构造新功能模块，依照需要设计的模型的数学模型和相关的状态函数设计出可实现所需功能的新功能模块。
综上的所介绍的几种方法中，一般情况下为了操作方便，为了更简单和快的完成仿真，通常采用第1种方法，具体操作的步骤为用Simulink提供的一个建立子系统Subsystem的功能，建立完成后将编辑区内的所有的实现电路功能的模块按照正确的顺序方法搭建起来，最终在编辑区内形成一个完整的能够实现设计要求的新功能模块。当然有时候需要组成的系统会很复杂，这时候就会出现子系统的内部包含二级子系统模块，多层嵌套等组成一个繁琐子系统情况，很随意的操作便搞定功能模块封装，模块体积不在那么大了，该系统主要采用第一种方法来完成系统的仿真[15]。
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4.2 系统的主电路的仿真
系统主电路的仿真主要是根据总的硬件电路原理图在Matlab中选择好各个模块后搭建主电路仿真图，把给定的直流110V电压先升压到稳定的400V直流电，再把直流电逆变成所需要的230V、50Hz交流电如图4-1所示。
图4-1 主电路仿真图
4.3 仿真结果分析
在本设计中，直流110V电源是SimPowerSystem模块库中Electrical Sources模块。把给定的直流110V，经Boost升压后直流电压稳定在400V，升压仿真建模图如图4-2所示。
图4-2 升压仿真建模图
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升压斩波电路中电感L的参数选择如图4-3所示。
图4-3 电感参数选择
升压斩波电路中开关管IGBT的参数选择如图4-4所示。
图4-4 开关管参数选择
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