MATLAB Simulink三电平变换器建模与PWM控制仿真教学平台

资 源 简 介

本项目利用MATLAB/Simulink搭建了面向初学者的三电平变换器教学仿真模型，通过可视化模块清晰展示变换器工作原理与PWM控制策略。模型包含完整的开环控制系统，支持直流输入的三相变换以及调制参数灵活调整，助力电力电子技术学习。

详 情 说 明

三电平变换器基础建模与PWM控制仿真平台

项目介绍

本项目构建了一个面向初学者的三电平变换器Simulink教学模型，通过直观的可视化模块展示三电平NPC（中性点箝位）变换器的工作原理及其载波层叠PWM控制算法。模型包含完整的开环控制系统，支持参数化调整与实时波形分析，帮助用户深入理解多电平变换器的调制特性、谐波分布规律及开关器件工作状态。

功能特性

• 拓扑结构：采用三电平NPC拓扑结构精确建模，包含完整的功率开关器件与箝位二极管网络
• 控制算法：实现载波层叠PWM调制，支持调制比（0.1-1.0）与载波频率（1-10kHz）在线调整
• 可视化分析：集成多端口示波器，实时显示三相输出电压、调制波/载波对比、开关脉冲序列等关键信号
• 谐波分析：内置FFT分析模块，可观察负载侧电压电流的频谱特性
• 运行监控：提供中性点电压平衡状态监控，确保系统工作稳定性
• 灵活配置：支持直流输入电压（200-800VDC）调整，可选择纯阻性负载或RL负载组合

使用方法

1. 打开MATLAB/Simulink，加载项目主模型文件
2. 运行初始化脚本配置系统参数（直流电压、调制参数、负载类型等）
3. 启动仿真，观察各测量点的实时波形变化
4. 调整调制比观察输出电压基波幅值变化，调整载波频率观察开关纹波特性
5. 通过FFT分析模块对比不同调制参数下的谐波分布差异
6. 监控中性点电压波动情况，理解箝位电路的工作机理

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2020b或更高版本，Simulink基础模块库
• 推荐工具包：Simscape Power Systems（可选，用于扩展仿真能力）
• 硬件配置：至少4GB内存，支持实时仿真的处理器

文件说明

主程序文件完成了仿真平台的全局参数配置与自动化启动流程，具体实现了模型关键运行参数的集中定义，包括电网基准值、功率器件规格、控制回路系数等系统常量的初始化，同时负责调用核心仿真模型并配置示波器检测点，确保用户能够快速进行参数调整与波形观测。