基于Matlab的單相雙極性spwm逆變電路仿真報(bào)告.doc

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1、單相雙極性SPWM橋式逆變電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：電氣與電子工程班級(jí)：xxxxx姓名：xx一、理論介紹SPWM控制技術(shù)是逆變電路中應(yīng)用最為廣泛的PWM型逆變電路技術(shù)。對(duì)SPWM型逆變電路進(jìn)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(kāi)關(guān)器件，并對(duì)單相橋式電壓型逆變電路和SPWM控制電路的工作原理進(jìn)行了分析，運(yùn)用MATLAB中的SIMULINK模塊對(duì)電路進(jìn)行了仿真，給出了最終仿真波形。SPWM(SinusoidalPWM)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(gè)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環(huán)節(jié)上時(shí),其

2、效果基本相同.?。ù颂幉捎玫让娣e法）SPWM法就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ),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(kāi)關(guān)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(yīng)區(qū)間內(nèi)的面積相等,通過(guò)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.二、主電路設(shè)計(jì)分析根據(jù)設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)器件選用IGBT，直流電源電壓為200V,電阻電感負(fù)載。設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)器件的單相橋式電壓型逆變電路。采用負(fù)載為阻

3、感負(fù)載，工作時(shí)V1和V2的通斷狀態(tài)互補(bǔ)，V3和V4的通斷狀態(tài)也互補(bǔ)。在輸出電壓u0的正半周，讓V1保持通態(tài)，V2保持?jǐn)鄳B(tài)，V3和V4交替通斷。當(dāng)uco>utri，且-ucoutri，且-uco

4、回路，uo=-Ud，電流上升；當(dāng)-uco>utri，使VTB-斷開(kāi)，觸發(fā)VTB+，由于是感性負(fù)載，電流不能突變，因此負(fù)載電流經(jīng)VTA+和VDB+續(xù)流，使VTB+不能導(dǎo)通，uo=0，同時(shí)電流下降；直至下一個(gè)周期觸發(fā)VTA+和VTB-導(dǎo)通。由此循環(huán)往復(fù)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(gè)周期內(nèi)，三角波載波有正有負(fù)，所得PWM波也有正有負(fù)，其幅值只有±Ud兩種電平。同樣在調(diào)制信號(hào)ur和載波信號(hào)uc的交點(diǎn)時(shí)刻控制器件的通斷。ur正負(fù)半周，對(duì)各開(kāi)關(guān)器件的控制規(guī)律相同。當(dāng)ur

5、>uc時(shí)，給V1和V4導(dǎo)通信號(hào)，給V2和V3關(guān)斷信號(hào)。如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4通，uo=Ud。當(dāng)ur0，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(shè)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(hào)（通常為三角波或鋸齒波）相比較，即用調(diào)制波對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，然后用比較產(chǎn)生的信號(hào)

6、去控制電力電子器件的開(kāi)通與關(guān)斷，可以得到所需的PWM控制發(fā)生電路。參數(shù)設(shè)置如下：3.2、負(fù)載參數(shù)及IGBT參數(shù)設(shè)置3.3、仿真模塊參數(shù)設(shè)置四、仿真結(jié)果分析雙極性PWM方式，直流電壓200V，電阻負(fù)載，電阻10歐姆，電感10mHa、載波頻率fc=500HZ,調(diào)制信號(hào)頻率fr=50HZ。將調(diào)制度ma設(shè)置為0.5（Asin=100v,Ac=200v).仿真圖見(jiàn)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=50H

7、Z,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(shí)驗(yàn)要掌握的知識(shí)面較多，遇到的小問(wèn)題也很多，不斷在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)漏洞，查找很多的資料，很欣慰最后問(wèn)題大部分都可以解決。通過(guò)對(duì)單相雙極性SPWM逆變的計(jì)算機(jī)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(kù)，加深了對(duì)電路原理的理解以及繪圖技能。不過(guò)此次實(shí)