三电平NPC逆变器，使用svpwm算法调制+中点平衡控制 Matlab/simulink仿真(...

三电平NPC逆变器，使用svpwm算法调制+中点平衡控制 Matlab/simulink仿真(2018a及以上版本)，

三电平NPC逆变器的仿真玩起来其实挺有意思的，特别是中点电压平衡这个坑，不亲自踩几次根本体会不到那种酸爽。咱今天就用Matlab/Simulink整点实战操作，手把手搞个带中点平衡控制的SVPWM仿真模型。

先说下空间矢量这个事儿，三电平的矢量图像个蜂巢似的，总共有27个基本矢量。不过别慌，实际处理时可以拆分成六个小六边形区域。这里有个取巧的写法------先把三维坐标系转成二维αβ坐标系：

matlab 复制代码

function V_ab = clarke(Vabc)
    V_ab = [1 -0.5 -0.5; 
           0 sqrt(3)/2 -sqrt(3)/2] * Vabc;
end

这段代码直接把三相电压转成了两相静止坐标系，注意这里的系数矩阵是简化过的版本，适合快速计算。

中点平衡控制的核心在于小矢量对的选取，这里有个骚操作------根据中点电流方向动态选择冗余矢量。举个栗子，当检测到中点电压偏移时：

matlab 复制代码

if Vdc_diff > threshold
    % 选择正小矢量
    vector_select = 1; 
elseif Vdc_diff < -threshold
    % 选择负小矢量
    vector_select = 2;
else
    % 随机交替使用
    vector_select = mod(time_counter,2)+1;
end

这个判断逻辑简单粗暴但有效，注意最后的随机交替能有效防止持续单方向偏移。不过实际工程中可能需要更精细的电流预测算法，咱们仿真就先这么凑合着用。

搭建Simulink模型时有个小技巧，用S-Function实现矢量作用时间计算会比纯用模块搭建灵活得多。核心算法里这段时间分配代码最关键：

matlab 复制代码

t1 = Ts * (sqrt(3)*Vref_abs*sin(pi/3 - theta_r));
t2 = Ts * (sqrt(3)*Vref_abs*sin(theta_r));
t0 = Ts - t1 - t2;

这里theta_r是参考矢量角度，Ts是开关周期。注意要限制作用时间不能超过开关周期，否则会触发过调制保护。

调试时最容易翻车的是中点电压波动监测，建议在模型中挂个示波器同时看上下电容电压。当看到电压差像心电图一样规律波动时，说明平衡算法起作用了。要是出现单边持续下跌，赶紧检查小矢量选择逻辑是不是写反了。

最后给个仿真参数设置小抄：直流母线电压选600V，载波频率用5kHz，负载接个3kW的异步电机模型。跑起来后观察线电压波形应该像台阶一样平滑上升，THD最好能压到3%以下。中点电压波动控制在±5%以内就算合格，想再优化的话得在预测算法上继续下功夫了。