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1、三相SPWM逆变器的仿真与研究 演示论文框架论文框架 引言 PWM控制技术 三相桥式PWM逆变器 三相电压型SPWM逆变器的仿真 三相电压型SPWM逆变器电机调速的仿真 结果分析及研究 致谢2单极性调制图1.4 单相桥式PWM逆变电路 图1.56urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud双极性双极性PWMPWM控制方式控制方式 调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制 各开关器件的通断。在ur的一个周期内，输出的PWM波只有Ud两种电平。在ur的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。当uruc时，V1V4导通，uo=Ud。当uruc时，V2V3导通，uo=-Ud。图1.6 双极性PWM控制
2、方式波形 72.2 SPWM的调制算法 三角波变化一个周期，它与正弦波有两个交点，控制逆变器中开关元件导通和关断各一次。要准确的生成SPWM波形，就要精确的计算出这两个点的时间。开关元件导通时间是脉冲宽度，关断时间是脉冲间隙。正弦波的频率和幅值不同时，这些时间也不同，但对计算机来说，时间由软件实现，时间的控制由定时器完成，是很方便的，关键在于调制算法。调制算法主要有自然采样法、规则采样法、等面积法等。1.自然采样法在正弦波和三角波的自然交点时刻控制功率开关器件的通断，称为自然采样法。正弦波在不同相位角时值不同，因而与三角波相交所得到的脉冲宽度不同。可知这种算法计算量比较大，需花费较多的时间，因
3、而难以在微处理器中实现。82.规则采样法 规则采样法分为对称规则采样法和不对称规则采样法。（1）对称规则采样法对称规则采样法是以每个三角波的对称轴（顶点对称轴或低点对称轴）所对应的时间作为采样时刻，过三角波的对称轴与正弦波的交点，做平行t轴的平行线，该平行线与三角波的两个腰的交点作为SPWM波“开”和“关”的时刻，如图所示。因为这两个交点是对称的，所以称为规则采样法。对称规则采样法9 （2）不对称规则采样法对称规则采样法的数学模型非常简单，但是由于每个载波周期只采样一次，因此所形成的阶梯波，与正弦波的逼近程度仍存在较大误差。如果既在三角波的顶点对称轴位置采样，又在三角波的底点对称轴位置采样，也
4、就是每个载波周期采样两次，这样所形成的阶梯波与正弦波的逼近程度会大大提高。不对称规则采样法生成SPWM波如图所示。由于这种采样所形成的阶梯波与三角波的交点并不对称，因此称其为不对称规则采样法。不对称规则采样法10图1.7三相桥式PWM型逆变电路 三相桥式PWM逆变电路 采用双极性控制方式。U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波uc，三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120。图1.8 三相桥式PWM逆变电路波形 11三相电压型SPWM逆变器的仿真三相电压型SPWM逆变器的系统电路12三相电压型SPWM逆变器电机调速仿真电路13结果分析及研究SPWM脉冲波14三相电压型SPWM
5、逆变器的仿真波形图1.915整流后的电压波形图1.1016 三相电压型SPWM逆变器仿真波形分析Ua.Ub,Uc为三相互差120的380v交流电(1)图1.9Ura，Urb，Urc中为负载电压的波形。Usw1为逆变器1桥臂的电压波形，Isw1为逆变器中1桥臂的电流波形，Ib为负载rb上电流的波形，Ubc，Uab，Uca为三相逆变器的两相间的电压波形(2)图1.10为整流后的电压波形17电机调速波形1图1.1118电机调速波形2图1.1219（1）图1.11为PWM模块的三角波频率为600，正弦波频率为50时的电机转子电流、定子电流、电机转速、电磁转矩的波形图。此时电机转速n=1500r/min（2）图1.12为PWM模块的三角波频率为600，正弦波频率为时的电机转子电流、定子电流、电机转速、电磁转矩的波形图。此时电机转速n=900r/min。（3）通过改变pwm模块的正弦波频率能实现电机转速的变化。20谢谢大家！21