基于matlab的三相橋式PWM逆變電路的仿真實驗報告

1、精選文檔基于matlab的三相橋式PWM逆變電路的仿真試驗報告一、小組成員 指導(dǎo)老師 二、試驗?zāi)康?.深化理解三相橋式PWM逆變電路的工作原理。2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建三相橋式PWM逆變電路的仿真框圖。3.觀看在PWM把握方式下電路輸出線電壓和負載相電壓的波形。4.分別轉(zhuǎn)變?nèi)遣ǖ念l率和正弦波的幅值，觀看電路的頻譜圖并進行諧波分析。 三、 試驗平臺Matlab / simulink / simpowersystem五、試驗?zāi)K介紹1. 正弦波，電路常用到的正弦信號模塊，雙擊圖標，在彈出的窗口中調(diào)整相關(guān)參數(shù)。其信號生成方式有兩種：Time based和Sa

2、mple based。2. 鋸齒波發(fā)生器，產(chǎn)生一個時基和高度可調(diào)的鋸齒波序列。3. 示波器，其模塊可以接受多個輸入信號，每個端口的輸入信號都將在一個坐標軸中顯示。4. 關(guān)系運算符，<、>、=等運算。5. 直流電壓源，供應(yīng)一個直流電源。6. 三相RLC串聯(lián)電路，電阻、電感、電容串聯(lián)的三相電路，單位歐姆、亨利、法拉。7. 電壓測量，用于檢測電壓，使用時并聯(lián)在被測電路中，相當于電壓表的檢測棒，其輸出端“v”則輸出電壓信號。8. 多路測量儀，可以接收該需要測模塊的電壓、電流或電壓電流信號并輸出。9. IGBT/二極管，帶續(xù)流二極管的IGBT模型.10 為了執(zhí)行仿真其可以允許修改初始狀態(tài)、進

3、行電網(wǎng)穩(wěn)定性分析、傅里葉分解等功能.六、 試驗原理三相橋式PWM逆變電路圖1-1如下：圖1-1三相橋式PWM逆變電路圖三相橋式PWM逆變電路波形七、 仿真試驗內(nèi)容三相橋式PWM逆變電路仿真框如圖1-2所示：圖1-2 三相橋式PWM逆變電路仿真框圖仿真參數(shù)設(shè)置如下：三角波參數(shù)如圖1-3所示：載波頻率f=1kHz,周期T=1e-3s,幅值Ur=1V.圖1-3三角波參數(shù)圖正弦波參數(shù)，正弦信號A/B/C相位差為120，分別為0、 2*pi/3、-2*pi/3，幅值都為1，如圖1-4、1-5、1-6所示。圖1-4正弦波參數(shù)圖圖1-5正弦波參數(shù)圖圖1-6正弦波參數(shù)圖示波器參數(shù)設(shè)置如圖1-7、1-8所示：采

4、樣時間Sample time為1e-6s,端口number of axes為4。圖1-7示波器參數(shù)設(shè)置圖1-8示波器參數(shù)設(shè)置直流電源參數(shù)設(shè)置，U=50V，如圖1-9所示：圖1-9直流電源參數(shù)設(shè)置阻感參數(shù)設(shè)置,R=10,L=如圖1-10所示：圖1-11阻感參數(shù)設(shè)置IGBT/Diode參數(shù)設(shè)置（按默認值），如圖1-12所示：圖1-12 IGBT/Diode參數(shù)設(shè)置仿真算法設(shè)置，如圖1-13所示：圖1-13仿真算法設(shè)置八、 仿真試驗分析當正弦波幅值1、三角波頻率1kHz時，三角波、正弦波的波形圖1所示：圖1三角波、正弦波的波形圖PWM波形和線電壓uUV波形圖2所示：圖2 PWM波形和線電壓uUV波形

5、圖負載相電壓波形圖3所示：圖3負載相電壓波形圖小結(jié)：由圖形可得：1.逆變器的輸出線電壓PWM波由+Ud,-Ud,0三種電平構(gòu)成。2.負載相電壓PWM波由+，-，+，-和0共五種電平組成。3.uUN(實測)-66.65V-33.32V0V33.31V66.64VuUN(理論)-66.67V-33.33V0V33.33V66.67V由上表格，可得出uUN的實測值與理論值相吻合。負載輸出電壓頻譜圖4所示：圖4負載輸出電壓頻譜圖當三角波的頻率1kHz不變,轉(zhuǎn)變正弦波的幅值分別為0.8、0.5、0.3觀看波形的變化。當正弦波的幅值為0.8時，波形變化如下：三角波、正弦波的波形圖5所示：圖5 三角波、正弦

6、波的波形圖PWM波形和線電壓uUV波形圖6所示：圖6PWM波形和線電壓uUV波形圖負載相電壓波形圖7所示：圖7 PWM波形和線電壓uUV波形圖負載輸出電壓頻譜圖8所示：圖8負載輸出電壓頻譜圖當正弦波的幅值為0.5時，波形變化如下：三角波、正弦波的波形圖9所示：圖9三角波、正弦波的波形圖PWM波形和線電壓uUV波形圖10所示：圖10 PWM波形和線電壓uUV波形圖負載相電壓波形圖11所示：圖11負載相電壓波形圖負載輸出電壓頻譜圖12所示：圖12負載輸出電壓頻譜圖當正弦波的幅值為0.3時，波形變化如下：三角波、正弦波的波形圖13所示：圖13三角波、正弦波的波形圖PWM波形和線電壓uUV波形圖14所

7、示：圖14 PWM波形和線電壓uUV波形圖負載相電壓波形圖15所示：圖15負載相電壓波形圖負載輸出電壓頻譜圖16所示：圖16負載輸出電壓頻譜圖小結(jié)：1.諧波的幅值越小，諧波的次數(shù)越高。 2.諧波的幅值越小，基諧波越小。 3.由負載輸出電壓頻譜圖可得正弦波幅值基波重量THD(%)149.9668.580.839.9691.640.524.98139.520.314.96198.11當正弦波的幅值不變恒為1，轉(zhuǎn)變?nèi)遣ǖ念l率分別為0.5kHz、2kHz、10kHz,波形變化如下：當三角波的頻率為0.5kHz時，波形如下：三角波、正弦波的波形圖17所示：圖17三角波、正弦波的波形圖PWM波形和線電壓

8、uUV波形圖18所示：圖18 PWM波形和線電壓uUV波形圖負載相電壓波形圖19所示：圖19負載相電壓波形圖負載輸出電壓頻譜圖20所示：圖20負載輸出電壓頻譜圖當三角波的頻率為2kHz時，波形如下：三角波、正弦波的波形圖21所示：圖21三角波、正弦波的波形圖PWM波形和線電壓uUV波形圖22所示：圖22 PWM波形和線電壓uUV波形圖負載相電壓波形圖23所示：圖23負載相電壓波形圖負載輸出電壓頻譜圖24所示：圖24負載輸出電壓頻譜圖當三角波的頻率為10kHz時，波形如下：三角波、正弦波的波形圖25所示：圖25三角波、正弦波的波形圖PWM波形和線電壓uUV波形圖26所示：圖26PWM波形和線電壓

9、uUV波形圖負載相電壓波形圖27所示：圖27負載相電壓波形圖負載輸出電壓頻譜圖28所示：圖28負載輸出電壓頻譜圖小結(jié)：1.隨著三角波的頻率增大，諧波次數(shù)不太穩(wěn)定。2. 隨著三角波的頻率增大，基諧波基本穩(wěn)定。3. 由負載輸出電壓頻譜圖可得載波頻率(kHz)基波重量THD(%)0.549.9468.66149.9668.58249.9568.541048.1875.86轉(zhuǎn)變FFT settings 中 Max Frequency，分別為2000Hz 、4000Hz、6000Hz、8000Hz、10000 Hz,負載輸出頻譜圖如下所示：當2000Hz時，負載輸出電壓頻譜圖如圖1-1所示：圖1-1負載輸出電壓頻譜圖當4000Hz時，負載輸出電壓頻譜圖如圖1-2所示：圖1-2負載輸出電壓頻譜圖當6000Hz時，負載輸出電壓頻譜圖如圖1-3所示：圖1-3負載輸出電壓頻譜圖當8000Hz時，負載輸出電壓頻譜圖如圖1-4所示：圖1-4負載輸出電壓頻譜圖當10000Hz時，負載輸出電壓頻譜圖如圖1-5所示：圖1-5負載輸出電壓頻譜圖小結(jié)：1. 隨著Max Frequency的增大，負載輸出電壓頻譜圖越清楚。2. 隨著Max Freq