單相逆變器SPWM調制技術的仿真

1、華東交通大學課程設計率於火通上孕課程設計(論文M壬務書電氣學院 學 院 11電力牽弓I 專 業(yè)(3)班_、課程設計(論文)題目 單相逆變器 SPWM調制技術的仿真二、課程設計(論文)工作自2014年_6月16日起至 2014年6月20日止。三、 課程設計(論文)地點：電氣學院機房四、課程設計(論文)內容要求：1. 本課程設計的目的(1) 熟練掌握MATLAE言的基本知識和技能；(2) 熟悉 matlab 下的 simulink 和 simpowersystems 工具箱；(3) 熟悉構建單相橋式逆變器SPWM單極性和雙極性調制的仿真模型;(4) 培養(yǎng)分析、解決問題的能力；提高學生的科技論文寫作

2、能力。2. 課程設計的任務及要求1) 基本要求：(1) 要求對主電路和脈沖電路進行封裝，并對調制度和載波比參數(shù)進行封裝；(2) 仿真參數(shù)為:E=100-300V; Ma=0.8-0.95; N=9-21; h=0.0001s ,其他參數(shù)自定；(3) 給出調制波原理圖、相電壓、相電流、線電壓、不同器件所承受的電壓波形以及頻譜圖，要求采用 subplot作圖；(4) 選取不同參數(shù)進行仿真，比較仿真結果有何變化，給出自己的結論。5 matlab simulink simpowersystemsspwm單極性和雙極性調制的仿真模型。2) 創(chuàng)新要求：封裝使仿真模型更加美觀、合理3) 課程設計論文編寫要求

3、(1) 要按照課程設計模板的規(guī)格書寫課程設計論文(2) 論文包括目錄、正文、心得體會、參考文獻等(3) 課程設計論文用 B5紙統(tǒng)一打印，裝訂按學校的統(tǒng)一要求完成4) 答辯與評分標準：(1) 完成原理分析：20分；(2) 完成設計過程：40分；3)完成調試：20(4)回答問題：20分；5) 參考文獻：1 劉鳳君.現(xiàn)代逆變技術及應用M. 北京：科學出版社，2006.2 伍家駒，王文婷，李學勇，等.單相SPWM.變橋輸出電壓的諧波-1 -華東交通大學課程設計分析J. 電力自動化設備，2008, 28（4）: 45-49, 52.3 王兆安，劉進軍，電力電子技術，機械工業(yè)出版社， 2009.54 湯才

4、剛，朱紅濤，李莉，陳國橋，基丁pwm逆變電路分析，現(xiàn)代電子技術2008年第1期總第264期。5劉衛(wèi)國.MATLAEg序設計與應用（第二版）.北京：高等教育出版社，2008.6）課程設計進度安排內容天數(shù)地點構思及收集資料2圖書館編程設計與調試2實驗室撰寫論文2圖書館、實驗室學生簽名：2011年6月25日課程設計（論文）評審意見(120:優(yōu)（）、良（)）、-般（）、差（）；（2）設計分析(20 分):優(yōu)（）、良（）、中（）、-般（）、差（）；（3）完成調試(20 分):優(yōu)（）、良（）、中（）、-般（）、差（）；（4）翻譯能力(20 分):優(yōu)（）、良（）、中（）、-般（）、差（）；（5）回答問題(2

5、0 分):優(yōu)（）、良（）、中（）、-般（）、差（）；（6）格式規(guī)范性及考勤是否降等級：是(:）、否（）(7)()、一般（)評閱人： 職稱：年 月 日-19 -目錄1. 引言-5 -2. 軟件介紹-6 -3. 電力電子電路的仿真實驗系統(tǒng)設計 -7 -3.1實驗系統(tǒng)總體設計 -7 -3.2電力電子電路SIMULINK仿真，具有以下特點 -7 -4. 單相逆變器SPW調制技術的仿真 -8 -4.1 單相逆變器SPW瀾制電路的基本結構圖 -8 -4.2 單相逆變器SPW瀾制電路的工作原理 -8 -4.2.1 逆變器SPW調制原理 -8 -4.2.2 SPWM 控制方式-10 -4.3單相逆變器SPW闌

6、制電路的SIMULINK模型.-12 -4.3.1單極性SPW休真的模型圖 -12 -4.3.1單極性SPW休真的模型圖 -13 -4.4模型參數(shù)的設定模型仿真圖及其分析 -14 -4.3.1 單極性SPW休真 -14 -4.3.2 雙極性SPW休真 -19 -5. 結束語-25 -6. 參考文獻-26 -單相逆變器SPW調制技術仿真的課程設計摘要:隨著電力電子技術的不斷發(fā)展，可控電路直流電動機控制，可變直流電源等 方面得到了廣泛的應用，而這些都是以逆變電路為核心。本文建立了基于MATLAB 的單相橋式SPW逆變電路的動態(tài)模型給出了仿真的實例與仿真結果，驗證了模 型的正確性，并展現(xiàn)了 MATL

7、AB&真具有的快捷，靈活，方便，直觀的優(yōu)點，從 而為電力電子電力的數(shù)學及設計提供了有效的工具。關鍵詞:單相逆變 SPWM技術MATLAB SIMULINK 仿真 分析1. 引言20世紀60年代發(fā)展起來的電力電子技術，使電能可以交換和控制，生產了 現(xiàn)在各種高效節(jié)能的新型電源和交直流調速裝置，為工業(yè)生產，交通運輸?shù)忍峁┝爽F(xiàn)代化的高新技術，提高了生產效率和人們的生活質量， 使人類社會生活發(fā)生 了巨大的變化。但是在電力電子技術中有關電能的變換與控制過程，內容大多涉及電力電子技術各種裝置的分析與大量計算，電能變換的波形分析，測量與繪圖等，隨著晶閘管所處狀態(tài)的不同，系統(tǒng)的參數(shù)形式也不同，因而傳統(tǒng)的

8、計算機語 言編程仿真程序冗長，可讀性差，調試費時，大量的時間花在矩陣處理和圖形的 生成分析等繁瑣易錯的細節(jié)上，而這些工作特別適合 MATLAB使用。MATLAB 算功能強大，計算準確乂快捷；同時MATLA提供的動態(tài)仿真工具SIMULINKM直 接建立電路仿真參數(shù)，并且可以立即得到參數(shù)修改后的仿真結果，直觀性強，省去了編程步驟，實體圖形化模型的仿真簡單，方便，能節(jié)省設計時間與降低成本。 MATLAB制的圖形尤其準確，活晰，精美。電力電子技術領域通常利用MATLAB中的SIMULINKM中的電氣系統(tǒng)模塊庫(Power System Blockser )建立電力電子 裝置的簡化模型并進行控制器的設計

9、和仿真?，F(xiàn)如今，逆變器的應用非常廣泛，在已有的各種電源中，蓄電池，、十電池、 天陽能電池都是直流電源，當需要這些電源向交流負載供電時， 就需要逆變。另 外，交流電機調速變頻，感應加熱電源等使用廣泛的電力電子設備， 都是以逆變 電路為核心。本文利用MATLA既真軟件對單相橋式逆變SPWM路進行仿真分析， 并得出正確的仿真結果。2. 軟件介紹MATLAB境(乂稱 MATLA舶言)是由美國 NewMexico大學的Cleve Moler 于1980年開始研究開發(fā)的，1984年由Cleve Moler等人創(chuàng)立的Math Works公 司推出的第一個商業(yè)版本。經過幾十年ATLAB勺發(fā)展，競爭和完善，現(xiàn)已

10、成為國 際公認最優(yōu)秀的科技應用軟件。ATLABB的兩個最著名特點,即其強大的矩陣 運算能力和完善的圖形可視化功能，使得它成為國際控制界應用最廣的首選計算 機工具。在控制界，很多知名學者都能為其擅長的領域寫出了工具箱，而其中很 多工具箱已成為該領域的標準。MATLABM有對應學科極強的適應能力，很快成 為應用學科計算機輔助分析，設計，仿真，教學甚至科技文字處理不可缺少的基 礎軟件。MATLA蹄令和矩陣函數(shù)是分析和設計控制系統(tǒng)時經常采用的。MATLABft有很多預定含義的函數(shù)，供用戶在求解許多不同類型的控制問題時調用。SIMULINK是MATLAB供的一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模，仿真和分析的軟件包

11、。Simulink 界面友好，他為用戶提供了用方框圖進行建模的圖形接口，用戶建模通過簡單的單擊和拖運就能實現(xiàn),使得建模就像用紙和筆來畫面一樣容易。 他與傳統(tǒng)的仿真 軟件包相比，具有更直觀，方便，靈活的優(yōu)點。SIMULINK允許用戶定制和創(chuàng)建自己的模塊。SIMULINK模塊庫內資源相當豐富，基本模塊庫包括連續(xù)系統(tǒng)，離散系統(tǒng)非 線性系統(tǒng)，信號與函數(shù)，輸入模塊，接收模塊等等，使用方便。由基本模塊乂形 成了其他的一些專業(yè)庫，使仿真起來簡單快捷，尤其是其中的電氣系統(tǒng)模塊庫 (Power System Blockser ),可以使電力電子技術的仿真變得更加容易。在建成模型結構后，就可以啟動系統(tǒng)仿真功能來分

12、析系統(tǒng)的動態(tài)特性。啟動 仿真后，SIMULINK通過鼠標操作就可以實現(xiàn)在線修改參數(shù)，改變仿真算法，暫 停/繼續(xù)或停止仿真，不需要其他的復雜操作。3. 電力電子電路的仿真實驗系統(tǒng)設計實驗軟件中提供了典型電力電子電路(如整流電路、觸發(fā)電路、有源 逆變電路、交流變換電路、直流斬波電路等)的數(shù)學模型，可供實驗使用， 同時也可以自己設計模型完成不同功能的實驗任務。3.1實驗系統(tǒng)總體設計電力電子電路的Simulink仿真流程如下：數(shù)學建模階段一一模型轉換階段一一運行仿真階段一一分析仿真結果數(shù)學建模階段：將實際對象的動態(tài)特性用微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài) 方程或結構圖等方式描述出來。模型轉換階段：在Matlab

13、環(huán)境下選擇仿真算法將數(shù)學模型轉化成能被 計算機接受的離散化模型，即仿真模型。建立模型后，設定每個模塊參數(shù)。運行仿真階段：在Simulink環(huán)境下設置仿真參數(shù)，包括仿真時間，仿 真步長，誤差值等，采取快速仿真算法，既能達到實時仿真的目的，乂能 滿足一定的精度要求。分析仿真結果：使用Scopes可以觀察仿真結果。并且能在仿真運行過 程中隨時改變參數(shù)，觀察變化情況。3.2電力電子電路Simulink仿真，具有以下特點電力電子電路實驗系統(tǒng)的Simulink仿真，具有以下特點：(1) 仿真研究方法簡單、靈活、多樣。該仿真實驗在仿真時還可以任意參數(shù)調整，體現(xiàn)了仿真研究和數(shù)學的方便性和靈活性(2) 仿真結果

14、直觀。通過仿真研究可以得到有關系統(tǒng)設計的大量、充分而 且直觀的曲線與數(shù)據，方便對系統(tǒng)進行分析、改進。4. 單相逆變器SPWM調制技術的仿真4.1 單相逆變器SPW瀾制電路的基本結構圖單相橋式逆變器有四個帶反并聯(lián)續(xù)流二極管的IGBT組成，分別為 VT1VT4直流側由兩個串聯(lián)電容，他們共同提供直流電壓Ud,負載為阻感負載，調制電路分別由單相交流正弦調制波形和三角載波組成，其中三角載波和正弦調制波的幅值和頻率之比分別被稱為調制 度和載波頻率，這是 SPW涮制中的兩個重要參數(shù)。三角載波和正弦調制波相互調制產生四 路脈沖信號分別給六個IGBT提供觸發(fā)信號。4.2 單相逆變器SPW瀾制電路的工作原理4.2

15、.1逆變器SPWM調制原理PWI®制技術在逆變電路中的應用十分廣泛，目前中小功率的逆變電路幾乎都采用了 pw做術。常用的pw帔術主要包括：正弦脈寬調制（SPWM）選擇諧波 調制（SHEPWM電流滯環(huán)調制（CHPWI日電壓空間欠量調制（SVPWMPWMPulse Width Modulation ）控制就是對脈沖的寬度進行調制的技術，即通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要的波形。PWMI制技術的重要理論基礎是面積等效原理， 即：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有 慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。圖1中各個形狀的窄脈沖在作用到逆變器中 電力電子器件時，其效果是相同的，正是基

16、丁這個理論。圖2形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖圖2圖3分析如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波。把正弦半波分成N等分，就可以把正弦半波看成由N個彼此相連的脈沖序列所組成的波 形。如果把這些脈沖序列用相同數(shù)量的等幅不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應的正弦波部分面積（沖量）相等，就可得到圖2所示的脈沖序列，這就是PWM形。像這種脈沖的 寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的 PW誡形，也稱為SPW段。SPW涮制技術 才孕育而生。Ud-Ud圖3單極性SPWItt制方式波形上圖所示的波形稱為單極性 SPW彼形，根據面積等效原理，正弦波還可等 效為

17、圖3中所示的PW成，這種波形稱為雙極性 SPW彼形，而且這種方式在實 際應用中更為廣泛。UdV 11O、z號-Ud圖4雙極性SPW帷制方式波形4.2.2 SPWM控制方式(a) SPWMfe括單極性和雙極性兩種調制方法,(1) 如果在正弦調制波的半個周期內，三角載波只在正或負的一種極性范 圍內變化，所得到的SPW彼也只處丁一個極性的范圍內，叫做單極性控制方式(2) 如果在正弦調制波半個周期內，三角載波在正負極性之間連續(xù)變化， 則SPW彼也是在正負之間變化，叫做雙極性控制方式。(b) 單極性SPWM(1) 調制波和載波：曲線是正弦調制波，其周期決定丁需要的調頻比kf ,振幅值決定丁 ku，曲線是

18、米用等腰二角波的載波，其周期決定丁載波頻率，振幅不變，等丁 ku=1時正弦調制波的振幅值，每半周期內所有三角波的極性均相 同(即單極性)。調制波和載波的交點，決定了 SPW雌沖系列的寬度和脈沖音的間隔寬度， 每半周期內的脈沖系列也是單極性的。(2) 單極性調制的工作特點：每半個周期內，逆變橋同一橋臂的兩個逆變器件中，只有一個器件按脈沖系列的規(guī)律時通時通時斷地工作，另一個完全截止； 而在另半個周期內，兩個器件的工況正好相反，流經負載ZL的便是正、負交替的交變電流。(c) 雙極性SPWM(1)調制波和載波：調制波仍為正弦波，其周期決定丁 kf,振幅決定丁 ku,中曲線，載波為雙 極性的等腰二角波，

19、其周期決定丁載波頻率，振幅不變，與ku=1時正弦波的振幅 值相等。調制波與載波的交點決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列， 此脈沖系列也是 雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua) 時, 所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。(2)雙極性調制的工作特點：逆變橋在工作時，同一橋臂的兩個逆變器件總是按相電壓脈沖系列的規(guī)律交替地導通和關斷，毫不停息，而流過負載ZL的是按線電壓規(guī)律變化的交變電流。圖5單極性PWM6制方式圖6雙極性PWH6制方式其中：載波比一一載波頻率fc與調制信號頻率fr 之比N,既N = fc / fr調制度一一調制波幅值 Ar與

20、載波幅值Ac之比，即Mk Ar/Ac同步調制N等丁常數(shù)，并在變頻時使載波和信號波保持同步?；就秸{制方式，fr變化時N不變，信號波一周期內輸出脈沖數(shù)固定；三相電路中公用一個三角波載波，且取 N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對 稱；為使一相的PW誡正負半周鏡對稱，N應取奇數(shù)；fr很低時，fc也很低，由調制帶來的諧波不易濾除；fr很高時，fc會過高，使開關器件難以承受。異步調制* 載波信號和調制信號不同步的調制方式。通常保持fc固定不變，當fr變化時，載波比N是變化的；在信號波的半周期內，PWMS的脈沖個數(shù)不固定，相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內前后1/4周期的脈沖也不對稱；當fr 較低

21、時，N較大，一周期內脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產生的不利影響都較小；當fr 增高時，N減小，一周期內的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的 影響就變大。4.3單相逆變器SPWMB制電路的Simulink 模型4.3.1單極性SPWIW真的模型圖Subsystempow ergui圖7單極性SPWM仿真的主電路7雙極隹SPWIW真的模型圖4.3.1+ i -1I11 rDC vsinConstant1圖8單極性SPWM仿真的觸發(fā)脈沖電路口 EJMultimeter0Universal BridgeData Type Conversion1doubleOut1Out1SubsystemRLDiscrete,

22、Ts，= 1e-005 s.powergui圖9雙極性SPWM仿真主電路RepeatingSequence notjLogicalOperator* doubl Out1Data Type Conversion1圖10雙極性SPWM仿真的觸發(fā)脈沖電路4.4模型參數(shù)的設定模型仿真圖及其分析4.3.1 單極隹SPW飭真(1)頻率為50hz;載波比為15;調制深度為0.85仿真分析輸出頻率為50hz載波比為15調制深度為0.85仿真分析負載電壓負載電流Selected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclesFFT window負載電壓傅里葉分析

23、:Signal io analyze Display seiflcted -agnad Display FFT windowFFT anailsis -|FFT meltings-Dts臾y style maanuFTO ¥OXUMNumber of c/utes: 2Fundamental frcxunnGy (Ht：yFrequenc-y ails:IWIzbtax Frequency (Hz):1000_蟲pay負載電流傅里葉分析:Signal to analyzea Drepleiy signal Dreplay FFT wridow-Available signals500

24、-5000.010.020.030.040.050.06Time (s)Selected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclesStructure:Input:I input 2Signal number.fl-FFT analysisFFT windowW 0Number of cycles:bFundamental frequency (Hz):50廠 FFT sellingsDisplay style:Bar (relative Iq fundamentai) 干1.0FrequencyHertzMax Frequency (HzJ

25、2000Display2001000-100-2000.010.020.030.04t/s0.050.06-100 0100500-500.010.020.03 t/s0.040.050.06(2)頻率為50hz;載波比為15;調制深度為0.95仿真分析輸入頻率為50hz載波比為15調制深度為0.95彳萬真分析負載電壓0負載電流負載電壓傅里葉分析:100-100 0Signal Io9 Dr&plBiy salactad signal Dreplay FFT windowSelected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cycles00

26、.010.020.030.040.050.06Time (s)Structuie.aInpuLirvut 1Signal numberIr-Available signalsi FFT windowStart lime 廠 uFFT "日lysisNumbef or cycles:0 05001000Frequency (Hz)Fundamental (50Hz) = 94.85 , THD= 57.97% 2520005 0 5 larne maanuFfb 檢 OWMFundainerrtfll frcwcncy (Hzj:FFT seltimgs Display style :

27、Bar (relative Ip fundsnHfitai) volue： oFiequenty 密&匿Hertz機 Frequerey (HzJ2000華東交通大學課程設計負載電流傅里葉分析:00.010.020.030.040.050.06Time (s)Signal to analyze。Display selected signal Display FFT windowSelected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cyclescoxze maanurfoAvailable signalsStruct iea圳InpU :1I

28、 input 2tSignal number;FFT windowSlarl time (s); 0Nurriber cf cycMK- 2Fundamental frM|uency (Hz):|so一 FFT satlirigsDisplay stjrle:(3)頻率為50hz;載波比為20;調制深度為0.95仿真分析輸入頻率為50hz載波比為20調制深度為0.95仿真分析負載電壓-21 -負載電流1000-1000.010.020.030.040.050.06t/s華東交通大學課程設計負載電壓傅里葉分析:-iSignal to analyze-a Display selected sign

29、al Display FFT windowAvailable signalsSelected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cycles-FFT mnaly占德Fundameintgl frequency (Hz);05001000Frequency (Hz)1500Fundamental (50Hz) = 94.83 , THD= 57.48%251cl0 5 0 52 11-arne maanuFfo aaMFFT settingsvspiay styl&.Elsr (relative tQ fyrKlanentai)印沖頓口/

30、axis：fbtertal也 e Frequesixiy (Hz);2000負載電流傅里葉分析:Signal to analy踏。Display sfllectBd signal Display FFT windowSelected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cycles00.010.020.030.040.050.06Time (s) FFT analysis-Fundamental (50Hz) = 80.37 , THD= 7.30%o- K 4 3 2 1 0larne maanurfo %vaaMFrequency (Hz) 1

31、8 - Available signals-Strudire -9InpiJ;input 29gl number:-"FFT windowSiaittlmefs). 0Nuirei of cycles.Fundamertal Fi &qLrency (Hz):FFT satlingsDisplay stifle:Bar (i 召atiu芯 to rurbdamerftfii)Frequency axis.Hertzhta 置 Fiequency (Hz):20D0rois0tayj Close華東交通大學課程設計由上面變載波比，變調制深度可以有下述結論，輸出電壓基波幅值與調制

32、深度成正比。 當載波比一定，變化調制深度時，當 載波頻率遠大丁輸出電壓基波頻率即 fc>>fs，且調制深度0<m< 1時，基波電 壓幅值與直流側電壓滿足一下關系：u1m Ud。仞真電路中，m=0.85時，輸出 電壓基波約為85v, m=0.95時，輸出電壓基波約為95v，它表明，spwm逆變輸 出電壓的基波幅值與調制深度成線性變化。因此通過調節(jié)控制信號，可以方便的 調節(jié)逆變器的輸出電壓的頻率和幅值。載波比越高，最低次諧波離基波越遠，也就越容易濾波。例如：調制深度都 為0.95,載波比為15時，負載電流諧波失真THD=8.22% ;載波比為20時，負 載電流諧波失真THD

33、=7.30%,即載波比越高，負載電流中的諧波越少。故提高 載波比將有效改善輸出電壓的質量。4.3.2雙極隹SPW飭真(1)頻率為50hz;載波比為15;調制深度為0.85仿真分析頻率為50hz ;載波比為15;調制深度為0.85仿真分析-29 -Avaiilable signals-Signal Lo analyzehput：,1input 1官Sqnal numberFFT Hnmlysisi_u %QaMFundamental (50Hz) = 85.29 , THD= 132.26%a80e60402000500100015002000Frequency (Hz)FFT window-F

34、FT suiting。Dtspl&y :&3T (relatrve to iundarrHEflal) Bns« valuer |l.OFrequency axis:lylarw Frequency jjjjDiE0ByCIdm負載電流傅里葉分析:!-Signal to anallyza-i_ _ ,a Display seiacted -Bignat Display FFT window0.150.10.050-0.05Available signals-Selected signal: 2 cycles. FFT window (in red): 1 cycles

35、00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time (s)FFT anal fsisFrequency (Hz)FFT windexwSiam lime (?):Number of cycles:LOOSFundsmenlai frequency (Htzy5D-FFT settingsDrsfilav style Bar (relatirYe to fundarnentai)Bns% veil.0Frequeney axis:HeiizMas: Frequency (Hz):L2DDDDisplayCIdsb(2)頻率為50hz;載波比為15;調制深度為0.9

36、5仿真分析頻率為50hz ;載波比為15;調制深度為0.95仿真分析負載電壓200100V 0-100-20000.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04t/s負載電流0.30.2A 0.10-0.1 00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04t/s負載電壓傅里葉分析:-Available signals100-Signal to analyzeo Dreplsiy seiliSGtisd signai Dreplay FFT wridDWSelected signal: 2 cycles. FFT window (in red):

37、 1 cycles0-100 00.0050.010.0150.020.0250.030.035Time (s)0.04r FFT Window-Start tune fs):D.005FFT analysisne maanuFf oNumber of1.0Fundamental fiequency (Hz):FFT settingsDisplay style:Snr (relErtrve fundamefitai) ，F(xiàn)requency axis:HertzMm Fieciuenej (Hz2000華東交通大學課程設計負載電流傅里葉分析:-31 -Signal to Display sele

38、cted signal Display FFT wndowSelected signal: 2 cycles. FFT window (in red): 1 cycles0.150.10.050-0.0500.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time (s)FFT analysis-Available 尊ignmlzSl/uctuie: 日Input:Eirt 2字Signal numberh 二 |-FFT window-)Start Unie W 0.005Number of cycles: 1 1Fundainerrtal frequency (Hz)

39、-:網FFT s&tlirisDisplay style:Bar (relatrvB Iq fundamefitai) vBase-Fiequene als.HertztMax Fiequene/ (HzX2000(3)頻率為50hz;載波比為20;調制深度為0.95仿真分析頻率為50hz ;載波比為20;調制深度為0.95仿真分析負載電壓負載電流華東交通大學課程設計負載電壓傅里葉分析:-33 -Signal to* analyzs-p Dispy sfllECtsd siial Display FFT window100Selected signal: 2 cycles. FFT w

40、indow (in red): 1 cycles0-100 00.0050.010.0150.020.0250.030.035Time (s)0.04ne maanuFf oFundamental (50Hz) = 95.25 , THD= 109.74%70) a 60504030g 20M100050010001500Frequency (Hz)2000Available signalsSbrudurA:hpul input 1 翎 nai number:Start this (s): o.DCfi 1 iNunnfccr of ces iJFindsmenlal IrequErcy (H

41、z):FFT s«tting&Diip*ar style:Bar (TBlatTMe to fundanicnioljiFrwuency BMis:HertzFrequency (HzJ:DisplayClou負載電流傅里葉分析:Signa) to analyze 4 Display salectedDisplay FFT windowSelected signal: 2 cycles. FFT window (in red): 1 cycles0.150.10.050-0.05Available signalsStiudLiia:00.0050.010.0150.020.0

42、250.030.0350.04Time (s)hpulinput 2翎 nai number:l FFT windowFFT anallj($：itRne aanHFf oStart thiB (sj: D.DG5 i iNumber of g用JFmdsmenlal Irequency (Hz):FFT sethng&Dispiar style:Bar (FBlatTMe to fundanicniolj Frequenw 麗事Hertzl*>aK Frequency (Hz):2CC0OsplavClou由上面變載波比，變調制深度可以有下述結論,華東交通大學課程設計1）輸出電

43、壓基波幅值與調制深度成正比。 當載波比一定，變化調制深度時， 當載波頻率遠大丁輸出電壓基波頻率即 fc>>fs,且調制深度0<m<=1時，基波電 壓幅值與直流側電壓滿足一下關系：Ui =m*w。仿真電路中，m=0.85時，輸出 電壓基波約為85v, m=0.95時，輸出電壓基波約為95v，它表明，spwm逆變輸 出電壓的基波幅值與調制深度成線性變化。因此通過調節(jié)控制信號，可以方便的 調節(jié)逆變器的輸出電壓的頻率和幅值。2）pwm電壓波形中含有載波頻率的整數(shù)倍及其附近的諧波。幅值最高影響最大的是k次諧波分量，隨調制深度的增加，其幅值的相對值逐漸減小。由丁 pwm電壓波形中含有載波頻率的整數(shù)倍及其附近的諧波，可見載波比越高，最 低次諧波離基波越遠，也就越容易濾波。例如：調制深度都為0.95時，載波比為15時，負載電流諧波失真THD=9.68% ;載波比為20時，負載電流諧波失 真THD=9.23%,即載波比越高，負載電流中的諧波越少。故提高載波比將有效改善輸出電壓的質量。但是另外，由丁開關損耗等原因，開關頻率在逆變器的設 計和運行中還會受到多種因素的影響，相應的對載波比大小也有一定的限制。3）輸出頻率：50hz;載波比：20;調制深度：0.95時，單極