三相逆變器matlab仿真Word版

1、傳播優(yōu)秀word版文檔 ，希望對(duì)您有幫助，可雙擊去除！三相無源逆變器的構(gòu)建及其matlab仿真1逆變器1.1逆變器的概念逆變器也稱逆變電源，是一種可將直流電變換為一定頻率下交流電的裝置。相對(duì)于整流器將交流電轉(zhuǎn)換為固定電壓下的直流電而言，逆變器可把直流電變換成頻率、電壓固定或可調(diào)的交流電，稱為dc-ac變換。這是與整流相反的變換，因而稱為逆變。1.3逆變器的分類現(xiàn)代逆變技術(shù)的種類很多，可以按照不同的形式進(jìn)行分類。其主要的分類方式如下：1) 按逆變器輸出的相數(shù)，可分為單相逆變、三相逆變和多相逆變。2) 按逆變器輸出能量的去向，可分為有源逆變和無源逆變。3) 按逆變主電路的形式，可分為單端式、推挽式

2、、半橋式和全橋式逆變。4) .2 三相逆變電路三相逆變電路，是將直流電轉(zhuǎn)換為頻率相同、振幅相等、相位依次互差為120交流電的一種逆變網(wǎng)絡(luò)。圖 1 三相逆變電路日常生活中使用的電源大都為單相交流電，而在工業(yè)生產(chǎn)中，由于諸多電力能量特殊要求的電氣設(shè)備均需要使用三相交流電，例如三相電動(dòng)機(jī)。隨著科技的日新月異，很多設(shè)備業(yè)已小型化，許多原來工廠中使用的大型三相電氣設(shè)備都被改進(jìn)為體積小、耗能低且便于攜帶的小型設(shè)備。盡管這些設(shè)備外形發(fā)生了很大的變化，其使用的電源類型三相交流電卻始終無法被取代。在一些條件苛刻的環(huán)境下，電力的儲(chǔ)能形式可能只有直流電，如若在這樣的環(huán)境下使用三相交流電設(shè)備，就要求將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟?/p>

3、要求的三相交流電以供使用。這就催生了三相逆變器的產(chǎn)生。4 matlab仿真matlab軟件作為教學(xué)、科研和工程設(shè)計(jì)的重要方針工具，已成為首屈一指的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)。該軟件的應(yīng)用可以解決電機(jī)電器自動(dòng)化領(lǐng)域的諸多問題。利用其中的simulink模塊可以完成對(duì)三相無源電壓型spwm逆變器的仿真，并通過仿真獲取逆變器的一些特性圖等數(shù)據(jù)。圖 2 系統(tǒng)simulink 仿真所示為一套利用三相逆變器進(jìn)行供電的系統(tǒng)的matlab仿真。系統(tǒng)由一個(gè)380v的直流電源供電，經(jīng)過三相整流橋整流為三相交流電,并進(jìn)行spwm正弦脈寬調(diào)制。輸出經(jīng)過一個(gè)三相變壓器隔離后通入一個(gè)三相的rlc負(fù)載模塊（three phase pa

4、rallel rlc）。加入了兩個(gè)電壓測(cè)量單元 voltage measurement和voltage measurement1，并將結(jié)果輸出到示波器模塊scope1.4.1 仿真中的各個(gè)模塊及其參數(shù)設(shè)定1) 整流橋圖 3 通用三相整流橋模塊其中number of bridge arms（橋臂個(gè)數(shù)）為3，power electronic device（電力電子器件）選用igbt/diodes（晶閘管）。2) spwm脈沖信號(hào)發(fā)生器模塊圖 4 spwm脈沖發(fā)生器圖 4為為控制通用三相整流橋產(chǎn)生spwm的脈沖信號(hào)發(fā)生器，使用的是matlab中的discrete pwm generator模塊。該模

5、塊的作用即為為產(chǎn)生pwm而用以控制igbts等電橋的脈沖信號(hào)。為該模塊的參數(shù)設(shè)置，在generator mode選項(xiàng)中選擇3-arms bridge(6 pulse),既三橋臂共需要六個(gè)脈沖信號(hào)用以控制如error! reference source not found.中所示的六個(gè)電子管。carrier frequency為載波頻率，該頻率的大小決定了一個(gè)周期內(nèi)spwm脈沖的密度frequency of output voltage是輸出電壓的頻率，此處設(shè)置為國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的50hz。3) 其他模塊為模擬真實(shí)供電效果，在仿真系統(tǒng)中，整流橋輸出的電壓通入一個(gè)三相變壓器后接入一個(gè)三相的rlc負(fù)載模塊。

6、三相變壓器的原邊為三角形繞組，副邊為星型繞組。負(fù)載標(biāo)稱電壓：220v，標(biāo)稱頻率50hz，有功功率：1000w，電感無功功率：0w，電容無功功率：500w。圖 5 變壓器及負(fù)載模塊4.2 仿真特性分析在仿真中，在整流橋的輸出和變壓器的輸出加上了電壓測(cè)量模塊，并將測(cè)量顯示在了一個(gè)示波器模塊上。仿真時(shí)間設(shè)定為0.1s。如圖 6所示便是仿真后的輸出結(jié)果，上部分為整流橋的輸出波形，下部分為變壓器副邊的電壓波形圖 6 示波器輸出波形將示波器的橫軸時(shí)間設(shè)定為0.01s后的圖形如下：圖 7 0.03s內(nèi)的波形圖觀察波形可知，沒半個(gè)周期輸出的脈沖數(shù)為21個(gè)。4.2.1載波頻率與輸出電壓頻率改變對(duì)波形的影響1.

7、將discrete pwm generator模塊中的載波頻率有原來的1080hz提高至2160hz。所得波形如圖 8所示。圖 8 載波頻率為2160hz時(shí)的波形圖1可以清楚的觀察到，pwm脈沖密度加大，正弦波形較原來更加光滑。放大后的波形圖如下：圖 9 載波頻率為2160hz觀察圖形可知，沒半個(gè)周期內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)為43個(gè)。由兩個(gè)仿真結(jié)果可見，載波頻率直接影響了波形的光滑度，載波頻率越大波紋越小仿正弦效果越好。但也應(yīng)注意到頻率過高有可能對(duì)整流橋器件產(chǎn)生影響，所以也不能過于高。2. 載波頻率為1080hz，將輸出電壓的頻率提高為100hz后：圖 10 輸出電壓為100hz 載波頻率1080圖 11

8、 放大圖 輸出電壓為100hz觀察波形，沒半個(gè)周期內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)為11個(gè)。改變輸出電壓后可以注意到，波紋想對(duì)于50hz時(shí)變小了，但由于沒半個(gè)周期內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)由21個(gè)變?yōu)榱?1個(gè)，所以仿正弦效果大大下降了，可見如若提高輸出電壓的頻率后，不改變載波頻率，逆變效果會(huì)打折扣?？梢?，在提高了輸出電壓頻率的同時(shí)，成比例的提高載波頻率，便可以使得仿正弦波保持原來的波形質(zhì)量。4.2.2 改變負(fù)載對(duì)輸出的影響將載波頻率與輸出電壓頻率固定為1080hz和50hz。a) 去除負(fù)載后（既變壓器副邊開路）的仿真波形。圖 12 去除負(fù)載后的仿真波形b) 改變負(fù)載有功功率為100w。 圖 13 減小負(fù)載有功功率為100w的波

9、形減小負(fù)載后可以發(fā)現(xiàn)，在系統(tǒng)啟動(dòng)的初期，波形不穩(wěn)定有很大的震蕩而后期則趨于穩(wěn)定，波形與1000w時(shí)相比并無差別。c) 改變負(fù)載有功功率為10kw的波形圖 14 有功功率為10kw時(shí)的波形增加有功功率后，啟動(dòng)時(shí)波形震蕩減小能夠較快進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。增大容性功率后，波形較之前更為光滑，但啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了波動(dòng)，但進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后波形仿制效果更佳理想。結(jié)論通過應(yīng)用matlab軟件，構(gòu)建了一個(gè)使用無源型三相逆變電路供電的系統(tǒng)，并進(jìn)行了仿真。在對(duì)獲得的仿真波形分析中，定性地討論了逆變器的兩個(gè)主要參數(shù)載波頻率和輸出電壓頻率以及不同負(fù)載對(duì)系統(tǒng)仿真結(jié)果的影響。獲得以下結(jié)論：(一) 在電壓輸出頻率一定的情況下，載波頻率的大小決定了每個(gè)周期內(nèi)的仿正弦脈沖個(gè)數(shù)，即決定了正弦波形的仿制質(zhì)量。