MATLAB电力电子仿真：单位功率因数校正（PFC）电路建模与分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink构建动态仿真系统，模拟交流整流负载场景，集成多种PFC调控策略（如Boost拓扑结合电流控制），实现单位功率因数校正与电力质量分析，为电力电子设计提供实用工具。

详 情 说 明

基于MATLAB的单位功率因素校正（PFC）电路仿真与分析系统

项目介绍

本项目构建了一个基于MATLAB/Simulink环境的单位功率因素校正（PFC）电路动态仿真系统。系统可模拟交流电源整流后的非线性负载场景，通过多种PFC调控策略自动校正功率因数至1.0，确保输入电压和电流同相位，大幅降低系统无功损耗和电网侧谐波干扰。用户可通过设定电网频率、负载功率等参数，观察系统的静态与暂态响应，评估不同校正方案的性能指标，为教学演示和工程优化提供有力工具。

功能特性

• 动态仿真：在MATLAB/Simulink环境中构建PFC电路模型与控制系统，模拟真实工作条件下的动态过程。
• 多种控制策略：支持单相Boost变换拓扑结合电流滞环控制法、三相系统的空间矢量PWM方法等多种PFC调控策略。
• 参数可配置：用户可灵活设置电网参数（如单相220V/50Hz或三相380V）、非线性负载特性（阻感/阻容/整流型带电机等）以及PFC控制器参数（PWM频率、占空比范围等）。
• 性能分析：提供功率趋势图示（视在功率、无功功率曲线）、总谐波失真率（THD）变化过程线、电流与电压波形相位对齐状态显示。
• 效率评估：生成效率评估报表，汇总不同工况下的功率因数（PF）收敛过程、最终THD数值及总能耗对比统计。

使用方法

1. 环境准备：确保系统中已安装所需版本的MATLAB和Simulink。
2. 打开项目：启动MATLAB，将工作目录设置为项目根文件夹。
3. 配置仿真参数：运行主程序文件以配置电网侧基础参数、非线性负载特性、PFC控制器调控方式及仿真时间选项（如步长、终止时长、求解器类型）。
4. 执行仿真：启动Simulink模型进行仿真分析。
5. 查看结果：仿真完成后，系统将自动生成功率趋势图、THD分析图、波形相位对比图及效率评估报表，供用户进行分析与评估。

系统要求

• 操作系统：Windows 10 / Windows 11，或Linux发行版，或macOS（具体版本请参考MATLAB官方支持列表）。
• MATLAB：版本 R2018a 或更高版本，包含Simulink、Simscape Electrical (前身为SimPowerSystems) 等工具箱。
• 内存：最低 4 GB RAM（建议 8 GB 或以上，复杂模型仿真需要更多内存）。
• 磁盘空间：至少 2 GB 可用空间用于安装必要的工具箱及存储仿真数据。

文件说明

main.m 作为项目的核心入口脚本，实现了系统的主要控制与后处理功能。它负责调用并初始化仿真模型，设置包括电网参数、负载类型及控制器策略在内的关键仿真参数，并启动仿真过程。在仿真结束后，该文件还负责执行数据分析任务，如计算功率因数、总谐波失真率（THD）等关键指标，并生成相应的结果图表与评估报告，以便用户直观评估不同PFC策略的性能。

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注意：以上为系统基本说明，具体参数配置与仿真操作请参考模型文档或示例。