单、三相双极性SPWM逆变电路.docx

计算机仿真实验报告专业：电气工程及其自动化班级：11 电牵 4 班 姓名：江流在班编号：26 指导老师：叶满园实验日期：2014 年 5 月 22 日、实验名称：单、三相双极性SPWM逆变电路MATLAB仿真二、目的及要求了解并掌握单、三相双极性 SPWM 逆变电路的工作原理； 2.进一步熟悉 MATLAB 中对 Simulink的使用及模块封装、参数设置等技能；3•进一步熟悉掌握用MATLAB绘图的技巧三、实验原理1•单相双极性SPWM逆变的电路原理2区sL单相逆变器SPWM调制技术的仿真VT.归号波调制我波 —1——_2、单相双极性SPWM逆变电路工作方式单相桥式逆变电路双极性PWM控制方式：在Ur的半个周期内，三角波载波有正有负， 所得PWM波也有正有负，其幅值只有土Ud两种电平同样在调制信号Ur和载波信号Uc 的交点时刻控制器件的通断Ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同当Ur>Uc时， 给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号如I0>0，V1和V4通，如IOvO, VD1和VD4 通， U0=Ud 当 Ur

如 I0<0， V2 和V3通，如I0>0，VD2和VD3通，U0=-Ud这样就得到如下所示的双极性的SPWM波当n时，给VI导通信号，给V4关断信号，U^,=udf2i当 时，给V4导通信号，给VI关断信号，U耐=-Ud/2O当给V1(V4) 加导通信号时，可能是VI(V4)导通，也可能是VD1 (VD4 )导通％、1｝吋 和17耐的PWM波形只有刃込2两种电平卩四波形可由U财、U财得出， 当1和6通时，U^=Ud ?当3和4通时，ULV = -Ud ,当1和3或4和6 通时，17诃=0f、的波形可同理得出.四、实验步骤及电路图1、建立单相双极性 SPWM 逆变电路 MATLAB 仿真模型以下分别是主电路和控制电路 触发电路)模型：2、 单相双极性SPWM逆变电路参数设置本实验设置三角载波的周期为t,通过改变t的值改变输出SPWM矩形波的稠密，从而 调节负载获取电压的质量设置正弦波周期为0.02s，幅值为1直流电源幅值为97V,三 角载波幅值为1.2V，三角载波必须依次交替输出正三角波和负三角波，这可以通过让三角 载波同与之周期相同的、依次交替输出 1 和-1 的矩形波相乘实现3、 三相双极性SPWM逆变电路仿真模型。

以下分别是主电路和控制电路（触发电路）模型：E一wsEEEContinuouspov/e rg u*—W—=Series R.LC Load!IGBT/DiodeDC Va tage Source——'\AA.-—=Series RLC LoadSubs^tenmMultim 巳IGBT/Diode5口匕 VDlt|agE SnuielSeries R.LC Load2IGBT/Di；de4GBT/DiodelGBT/DioGBT/Diode2Ourtl Out2 Out3 Ourt4OiitS OurtfiMAB<=<=2<=<=4<=6Sine WaveOpET3tOTlSine Wave2Out2RelationalOpEr3tsr4Relational—KZ2Out4OpETStC-TE-RelationalOperatorsF-KZCOut5PulseGen&TstDT4ProductlSine WavelScdp&2Rep EStingA-rh i i F-n ry-1Pulse woute-RElstionsIRelations I—KZZOutBOutlRelations I4、三相双极性SPWM逆变电路参数设置本实验设置三角载波的周期为t,通过改变t的值改变输出SPWM矩形波的稠密，从而调节负载获取电压的质量。

设置三路正弦脉冲周期为0.02s,幅值为1,相位分别相差120° 直流电源幅值为97V,三角载波幅值为1.2V，三角载波必须依次交替输出正三角波和负三 角波,这可以通过让三角载波同与之周期相同的、依次交替输出1 和-1 的矩形波相乘实现 三路正弦脉冲分别独立与三角载波做比较,比较结果作为触发脉冲输送到相应的 IGBT 门 极五、实验结果与分析1 、单相双极性 SPWM 逆变电路,设置三角脉冲波形的周期 t=0.02/9s 时的仿真结果：01006040200-20-40-60-800.50UcUa□ E二 80逆变电[File] Edit View insert Tools Desktop Window 旦已IpEdit View Insert Tools Desktop Window 旦已IpSPWM主电路输出电压波形0 035•t匡亟亟制电路三角载波与调制波0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.030.035 0.04t ( s)时扌的仿真结果:-100 >=-2、单相双极性[Filg] Edit View Insert Tools Desktop Window Help□已日綸k愆忍＜5®毀銘〒凰□ B n Q主电路输出电压波形4、三相双极性SPWM逆变电路，设置三角脉冲波形的周期t=0.02/29s时的仿真结果:根据仿真结果和面积等效原理可知，对单、三相双极性SPWM逆变模拟电路均成功的 实现了将直流逆变成交流。

对比可发现，当三角载波的周期设置的越小时输出电压的作用效 果越接近正弦电压的作用效果，可以推理：当三角载波的周期为无穷小时，逆变电路便能输 出标准的正弦波，只是电力电子器件关断需要一定的时间且存在死区电压问题，故实际中是 做不到的六、实验心得.由于之前已经完成了对单相全桥电压型逆变电路、单相单极性SPWM逆变电路的仿真 研究，所以这次做单、三相双极性 SPWM 逆变电路的仿真实验感觉很轻松流畅，然，做完 后很有成就感，说真的，我很享受这个过程通过这次实验，我进一步理解了单、三相双极性SPWM逆变电路的工作原理在仿真 过程中灵活的改变仿真参数，直观地看到仿真结果随参数的变化情况，然后根据仿真结果思 考和总结问题，一步步将实验成功完成这增强了我独立分析问题，解决问题的能力，同时 加深了运用 MATLAB 软件的熟练程度这次实验又一次使我对电力电子学知识温故而知新，收获颇丰！。