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1、精选优质文档-倾情为你奉上 目录 控制方法.2 3.1SPWM包括单极性和双极性两种调制方法.233.3特定谐波消去法.4.5 4.1SUBSYSTEM封装模块.6 4.2SUBSYSTEM1封装模块.7446.1799 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
2、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。关键词：PWM 三相逆变器 载波比N 示波器 仿真 波形二 三相逆变器SPWM调制原理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，是指环节的输出响应波形基本相同。重要理论基础面积等效原理a)矩形脉冲 b)三角脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函图1 形状不同而冲量相同的各
3、种窄脉冲三 SPWM逆变电路及其控制方法3.1 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MaAr/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
4、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，
5、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。3.2 调制法1）单相桥式SPWM逆变电路调制法设负载为阻感负载，工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。以uo正半周，让V1通，V2断，V3和V4交替通断。由于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。负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud 。V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间， V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud 。V4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0。uo总可得到Ud和零两种电平。uo负半周
6、，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平。图3 三相桥式PWM型逆变电路2）U 、V、W三相的PWM控制是通常公用一个三角波Uc，三相的调制信号Uru、Urv、Urw依次相差120。U、V、W各相功率开关器件的控制规律相同，现以U相为例来分析。当UruUc时，给桥臂V1以导通的信号，给下桥臂V4以关断的信号，则U相相对于直流电源假想中点N的输出电压UN=Ud/2。当Uru=Uc时，输出Out3当0.88Ur=Uc时，输出Out3；当0.88Ur=Uc时,输出Out4;当0.88Vr=Uc,时，输出Out6,当0.88WrWr,所以SPWM波形中所含的主要谐波的
7、频率要比基波频率高的多，是很容易滤除的。载波频率越高，SPWM波形谐波频率就越高，所需滤波器的体积越小。另外，一般的滤波器都有带宽，如按载波频率设计滤波器，载波附近的谐波也可滤除。七 结 语通过以上的仿真过程分析，可以得到下列结论：（1）与采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较，进一步验证了仿真结果的正确性。（2）载波频率越高，SPWM波形中谐波频率就越高。所需滤波器的体积就越小。一般在输出电压半周期内，器件通、断各k次，考虑到PWM波四分之一周期对称，k个开关时刻可控，除用一个自由度控制基波幅值外，可消去k1个频率的特定谐波。（3）三相桥式PWM型逆变电路采用双极性控制方式比较可行，且操作简单。再依次验证了PWM控制技术在逆变电路中有着十分重要的意义。让自己学到挺多认识更深，更了解Simulink。通过学习对CAD的认识更深，能够更好的运用仿真软件，以后可以更好的运用。很多以前的不懂的现在都明白，做完就很有成就感，经过这次的仿真更明白Simulink。对单相交流降压电路更了解。八 参考文献黄俊，王兆安 电力电子技术（第5版）北京：机械工业出版社，2010张晓华 控制系统数字仿真与CAD(第3版) 北京：机械工业出版社 2010刘卫国，MATLAB程序设计与应用，（第2版）北京：高等教育出版社，2006.专心-专注-专业