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内部设定式在运行前需要设置：

1)工作模式，如单臂，双臂和3 臂桥式等;

2)载波频率fc;

3)调制系数m;

4)输出电压频率;

5)输出电压初相角。

可看出这时输出电压频率、电压的大小(调制系数m)一定，无法在模型仿真过程中改变。在外部控制式下，需设置的是内部设定式的前两项，而输出电压频率f和调制系数m 都允许外控。

图4为本文中提出的针对3 臂6

脉冲逆变器的外控子模块(A)和其展开图(B)。由此可看出输出电压频率f和调制系数m是可控的。输出电压初相角，在运行过程中不能也不需调节，在这里3个初相角可由3个正弦波发生器事先设置好。将外控子模块输出Out1，接到设置为External的PWM发生器的输入端子，便可实现变频器在运行中实时控制输出电压频率和幅值变化的仿真。

3 仿真实例

本仿真例中假定进线电源为三相50Hz，相电压幅值500V，左侧PWM发生器其载波频率为1000Hz，调系数m=0.8，直流侧滤波电容C=1.5F，逆变器(Universal Bridge)输出侧滤波电感L=3×2 mH，当输入线电压在400V(有效值)，50 Hz下，滤波电容器无功功率Qc=3 kvar。在线电压400 V(有效值)50Hz下，负荷Load有功功率为50 kW。

仿真是在变频器带负荷的状态下，分以下两种情况进行的：

1)变频器输出频率在35 Hz 下，由外控突然变到15 Hz，调制系数m不变;

2)变频器输出频率保持在45 Hz，调制系数m=0.4由外控突然变到m=0.8。

图5 为变频器输入侧三相PWM

整流器电气量波形，图5(a)为三相电网电压，图5(b)为三相输入电流，图5(c)为直流侧电容器C上的直流电压，图5(d)为A相输入电流的总畸变率，由于采用了SPWM，其THD仅稍> 1%。应该指出，这些波形在上面提到的两种情况下是不变的。

图6为变频器输出频率在35 Hz 下，突然由外控变到15Hz，调制系数m不变时的仿真结果。图6(a)为外控输入信号，图6(b)为逆变器输出三电平交流A，B相线电压，图6(c)为经过滤波后的a，b，c三相相电压，图6(d)为滤波后a，b相线电压及三相负荷电流，图6(e)为负荷电流的总畸率THD，当频率在35 Hz 时，THD2%，当频率降到15 Hz时迅速升高到9%。

注意在仿真中t=0.05 s瞬间，频率有突变。

图7 为变频器输出电压在45 Hz 下，PWM 发生器的调制系数由m=0.4突变到0.8时的仿真结果。

图7(a)是PWM 发生器的外控信号，图7(b)为逆变器输出的线电压A，B相间的三电平方波，这里看不出m

变化的结果，实际上m 变化前后，方波的疏密程度有变化，只是这里看不清。图7(c)是经滤波后输出到负荷的a，b，c相电压，图7(d)是三相负荷电流ia，ib，ic及滤波后的负荷线电压Uab。图7(e)为负荷电流的总畸变率THD，1.5%。

在整个仿真过程中只是用了Simulink的Sim Power Systems 工具库中的元器件，无须编程，分析、计算，十分方便。

关键词： 变频器 电压频率 幅值 实时仿真