三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真

目录

一 摘要 .................................................................................................................... 1 二 引言 .....................................................................................................................2 三 三项逆变器SPWM调制原理 ...........................................................................2 四 SPWM控制方式................................................................................................3

4.1 SPWM包括单极性和双极性两种调制方法 ……………………….3 4.2 调制法 ........................................................................................................... 4

五 用MATLAB下的SIMULINK和SIMPOWERSYSTEMS工具箱构建三相桥式逆变器SPWM调制的仿真模型 .....................................................................8 5.1 触发脉冲调制电路（SUBSYSTEM封装模块） ............................................ 9 5.2 主电路（SUBSYSTEM1封装模块） ............................................................ 14 六 三相桥式逆变器SPWM调制的仿真波形 ..................................................... 15 6.1 示波器B、C、D、E、F仿真的波形图 ................................................... 17 七 频谱分析 ........................................................................................................... 23 7.1 对相电压UN’ 、VN’ 、WN’输出电压进行谐波分析 ............................ 23 7.2 对负载的线电压UUV、UVW、UWU的输出波形进行谐波分析 ............ 25 7.3 负载VN的相电压UN、VN、WN输出波形进行谐波分析 .................. 27 八 结 语 ................................................................................................................. 28 九 参考文献 ........................................................................................................... 28

三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真

一 摘要：在电力电子技术中，PWM（Pulse Width Modulation）控制就是

对脉冲的宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。本论文以三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真为例，通过运用了Matlab/Simulink和Power System Block(PSB)电力系统模块集工具箱仿真环境，对电路进行建模、计算和仿真分析。通过调节载波比N，用示波器观看输出波形的改变。另外，采用subplot作出相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，并加以分析。

ABSTRACT ：In the electric power electronic technology, PWM (Pulse Width Modulation) controls is carries on the modulation to the pulse width the http://www.77cn.com.cnly through carries on the modulation to a series of pulse width, comes equivalent to obtain needs the profile (including shape and peak-to-peak value).The present paper take the three-phase invertor bipolarity SPWM modulating technology modulating technique simulation as an example, through has utilized Matlab/Simulink and Power System the Block(PSB) electrical power system module collection toolbox simulation

environment, carries on the modelling, the computation and the simulation analysis to the electric http://www.77cn.com.cnpares N through the adjustment carrier, watches the output wave shape with the oscilloscope the change.Moreover, uses subplot to make the voltage waveform as well as the spectrograph which the phase voltage, the interphase current, the line voltage, the different component withstand, and analyzes.

关键词：PWM 三相逆变器 载波比N 示波器 仿真 波形

二 引言

PWM控制技术是在电力电子领域有着广泛的应用，并对电力电子技术产生十分深远的影响的一项技术。近年来，PWM控制技术在整流电路中也开始应用，并显示了突出的优越性。尤其是在逆变电路中应用最具有代表性。可以说，正是由于PWM控制技术在逆变电路中的广泛而成功的应用，才奠定了PWM控制技术在电力电子技术中的突出地位。以三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真为例，对PWM更深一步的了解与掌握。

三 三项逆变器SPWM调制原理

PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。常用的PWM技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制（SHEPWM）、电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。

在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。图1中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其效果是相同的，正是基于这个理论，SPWM调制技术才孕育而生。 重要理论基础——面积等效原理

环节的输出响应波形基本相

a)矩形脉冲 b)三角脉冲

c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数 图1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲

四 SPWM控制方式

4.1 SPWM包括单极性和双极性两种调制方法

（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。

（2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。

图2双极性PWM控制方式

其中：载波比——载波频率 fc与调制信号频率 fr 之比N，既 N = fc / fr 调制度――调制波幅值Ar与载波幅值Ac之比，即Ma＝Ar/Ac

同步调制——N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。

基本同步调制方式，fr 变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲

数固定；

三相电路中公用一个三角波载波，且取 N 为3的整数倍，使三相

输出对称；

为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数； fr 很低时，fc 也很低，由调制带来的谐波不易滤除； fr 很高时，fc 会过高，使开关器件难以承受。 异步调制***——载波信号和调制信号不同步的调制方式。

通常保持 fc 固定不变，当 fr 变化时，载波比 N 是变化的； 在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，

正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称； 当 fr 较低时，N 较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生

的不利影响都较小；

当 fr 增高时，N 减小，一周期内的脉冲数减少，PWM 脉冲

不对称的影响就变大。

4.2 调制法

1）结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明 工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。负载电流为 …… 此处隐藏：4584字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……