基于Matlab的單相雙極性spwm逆變電路仿真報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 單相雙極性SPWM橋式逆變電路實驗報告 學院：電氣與電子工程 班級：xxxxx 姓名：xx1、 理論介紹 SPWM控制技術是逆變電路中應用最為廣泛的PWM型逆變電路技術。對SPWM型逆變電路進行分析，首先建立了逆變器控制所需的電路模型，采用IGBT作為開關器件，并對單相橋式電壓型逆變電路和SPWM控制電路的工作原理進行了分析，運用MATLAB中的SIMULINK模塊對電路進行了仿真，給出了最終仿真波形。SPWM(Sinusoidal PWM)法是一種比較成熟的,目前使用較廣泛的PWM法.前面提到的采樣控制理論中的一個重要結(jié)論:沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的

2、環(huán)節(jié)上時,其效果基本相同.（此處采用等面積法） SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎,用脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆變電路中開關器件的通斷,使其輸出的脈沖電壓的面積與所希望輸出的正弦波在相應區(qū)間內(nèi)的面積相等,通過改變調(diào)制波的頻率和幅值則可調(diào)節(jié)逆變電路輸出電壓的頻率和幅值.2、 主電路設計分析 根據(jù)設計要求，采用單相全橋PWM逆變電路，工作方式為單極性PWM方式，開關器件選用IGBT，直流電源電壓為200V,電阻電感負載。設計主電路圖如圖一所示。 圖一 單相橋式PWM逆變電路分析：a、主電路 采用IGBT作為開關器件的單相橋式電壓型逆變電路。采用負載為阻感負載

3、，工作時V1和V2的通斷狀態(tài)互補，V3和V4的通斷狀態(tài)也互補。在輸出電壓u0的正半周，讓V1保持通態(tài)，V2保持斷態(tài)，V3和V4交替通斷。 當uco>utri，且-uco<utri ，觸發(fā)VTA+和VTB-導通，輸入電源Ud經(jīng)過VTA+、負載和VTB-構成電流回路，uo=-Ud，電流上升； 當uco<utri，使VTA+斷開，觸發(fā)VTA-，但由于是感性負載，電流不能突變，因此負載電流經(jīng)VDA-和VTB-續(xù)流，使VTA-不能導通，uo=0，同時電流下降； 當uco>utri，且-uco<utri ，觸發(fā)VTA+和VTB-導通，輸入電源Ud經(jīng)過VTA+、負載和VTB-構

4、成電流回路，uo=-Ud，電流上升； 當-uco>utri，使VTB-斷開，觸發(fā)VTB+，由于是感性負載，電流不能突變，因此負載電流經(jīng)VTA+和VDB+續(xù)流，使VTB+不能導通，uo=0，同時電流下降；直至下一個周期觸發(fā)VTA+和VTB-導通。由此循環(huán)往復周期性的工作。 b、調(diào)制電路的產(chǎn)生控制原理 根據(jù)面積等效原理，可產(chǎn)生雙極性PWM波 圖二 雙極性PWM控制方式波形 雙極性PWM控制方式：在ur的半個周期內(nèi)，三角波載波有正有負，所得PWM波也有正有負，其幅值只有±Ud兩種電平。同樣在調(diào)制信號ur和載波信號uc的交點時刻控制器件的通斷。ur正負半周，對各開關器件的控制規(guī)律相同。

5、當ur >uc時，給V1和V4導通信號，給V2和V3關斷信號。如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4通， uo=Ud 。當ur<uc時，給V2和V3導通信號，給V1和V4關斷信號。如io<0，V2和V3通，如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud 。這樣就得到圖二所示的雙極性的SPWM波形。t三、仿真模型的建立及各模塊參數(shù)設置3.1、雙極性PWM控制發(fā)生電路模型圖如圖a所示。 圖a 雙極性PWM逆變器觸發(fā)脈沖發(fā)生電路為了得到PWM輸出電壓，可以采用將期望輸出的電壓波形（稱為調(diào)制波）與載波信號（通常為三角波或鋸齒波）相比較，即用調(diào)制波對載波進行

6、調(diào)制，然后用比較產(chǎn)生的信號去控制電力電子器件的開通與關斷，可以得到所需的PWM控制發(fā)生電路。參數(shù)設置如下：3.2、負載參數(shù)及IGBT參數(shù)設置3.3、仿真模塊參數(shù)設置四、 仿真結(jié)果分析雙極性PWM方式，直流電壓200V，電阻負載，電阻10歐姆，電感10mHa、載波頻率fc=500HZ,調(diào)制信號頻率fr=50HZ。將調(diào)制度ma設置為0.5（Asin=100v,Ac=200v). 仿真圖見附圖：圖一 單相雙極性SPWM橋式逆變電路仿真b、雙極性PWM方式下的單相橋式逆變電路仿真，fc=2000HZ,fr=50HZ,m=0.5.c、雙極性PWM方式下的單相橋式逆變電路仿真，fc=2000HZ,fr=5

7、0HZ,m=0.8c、雙極性PWM方式下的單相橋式逆變電路仿真，fc=500HZ,fr=50HZ,m=0.8由上圖結(jié)果分析可得：改變調(diào)制比m和載波比N，可改變輸出電壓和電流的諧波分量，如增大m和n有可能有效減小輸出電壓和電流的諧波分量。六 心得總結(jié) 本次實驗要掌握的知識面較多，遇到的小問題也很多，不斷在操作過程中發(fā)現(xiàn)漏洞，查找很多的資料，很欣慰最后問題大部分都可以解決。通過對單相雙極性SPWM逆變的計算機仿真，讓我初步掌握FFT分析的基本做法，熟悉了Simulink工作環(huán)境，基本操作，仿真模型，仿真模型的子系統(tǒng)，重要模塊庫，加深了對電路原理的理解以及繪圖技能。不過此次實驗做得是單相雙極性的逆變，相對于單極性及三相逆變來說是最簡單的一個，相信做好這步是走好下步的基礎。希望在以后的學習，自己能繼續(xù)前進。附主仿真圖及程序代碼：subplot(4,1,1)plot(A.time,A.signals(1).values)hold onsubplot(4,1,1)plot(A.time,A.signals(2).values)subplot(4,1,2)plot(A.time,A.signals(3).values)subplot(4,1,3)plot(A.time,A.sig