实验三 三相spwm变频原理实验
三项电压源型SPWM逆变器Word版
摘要与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。
本文通过利用MATLAB设计分析三相电压源型逆变器PWM控制电路的方法,输出电压大小和波形的SPWM控制基本原理。
给出了基于双极性倍频正弦脉冲宽度调制法的三相电压源型逆变器的仿真实例，所谓调制法，即把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。
目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。
它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。
PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
关键词逆变MATLAB SPWM目录摘要1概述 (1)1.1任务要求 (1)1.2逆变电路简介 (1)1.3 PWM简介 (2)2方案设计 (3)2.1主电路分析 (3)2.2驱动电路的设计 (5)3 MATLAB仿真 (6)3.1三相SPWM波的产生 (6)3.2 SPWM逆变器仿真 (8)3.3 滤波器粗略分析 (11)4 心得体会 (12)参考文献 (14)三相电压源型SPWM逆变器的设计1概述1.1任务要求设计一三相电压源型SPWM逆变器电路，已知直流电源电压为250V,输出200V,50HZ；三相对称RL负载（星形接法），其中R的值为2Ω、L的值为10mH。
要求完成以下主要任务：（1）方案设计；（2）完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择；（3）驱动电路的设计；（4）利用MATLAB仿真软件建模并仿真，获取输出电压电流波形，并对结果进行分析。
1.2逆变电路简介与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
又逆变电路根据直流侧电源性质不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的称为电流型逆变电路；它们也分别被称为电压源型逆变电路和电流源型逆变电路。
完整版三相SPWM逆变器仿真
三相SPWM逆变器仿真、原理分析1、基本原理按照输出交流电压半周期内的脉冲数，脉宽调制（PWM）可分为单脉冲调制和多脉冲调制；按照输出电压脉冲宽度变化规律，PWM可分为等脉宽调制和正弦脉宽调制（SPWM）。
等脉宽调制产生的电压波形中谐波含量仍然很高，为了使输出电压波形中基波含量增大，应选用正弦波作为调制信号U R。
这是因为等腰三角形的载波U T上、下宽度线性变化，任何一条光滑曲线与三角波相交时，都会得到一组脉冲宽度正比于该函数值的矩形脉冲。
而且在三角载波U T不变条件下，改变正弦调制波U R的周期就可以改变输出脉冲宽度变化的周期；改变正弦调制波U R的幅值，就可改变输出脉冲的宽度，进而改变U D中基波U DI的大小。
这就是正弦脉宽调制（sine pulse widthmodulated,SPWM）。
2、正弦脉宽调制方法（此处仅介绍了采样法）SPWM是以获得正弦电压输出为目标的一种脉宽调制方式。
这里就以应用最普遍的三相电压源型逆变电路来讨论SPWM具体实现方法。
下图就是三相电压源型PWM逆变器主电路结构图：图一1上图为一三相电压源型PWM逆变器，VT1~VT6为高频自关断器件，VD1~VD6为与之反并联的快速恢复二极管，为负载感性无功电流提供通路。
两个直流滤波电容C串联接地，中点0可以认为与三相Y接负载中点0等电位。
逆变器输出A、B C三相PWM 电压波形取决于开关器件VT1~VT6上的驱动信号波行，即PWM的调制方式。
假设逆变电路采用双极性SPWM控制，三相公用一个三角形载波U T,三相正弦调制信号U RA、U RB、U RC互差120°,可用A相来说明功率开关器件的控制规律，正如下图中所示。
当U RA>U T时，在两电压的交点处，给A相上桥臂元件VT1导通信号、下桥臂元件VT4关断信号，则A相与电源中点0'间的电压U AO'E/2。
当U RA<U T时，在两电压的交点处给VT4导通信号、VT1关断信号，则U AO'-E/2。
三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用
三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置，用于将直流电能转换为交流电能。
它广泛应用于可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域。
本文将对三相电压型SPWM逆变器进行仿真分析，并讨论其在实际应用中的一些关键技术。
首先，我们来介绍一下三相电压型SPWM逆变器的工作原理。
该逆变器由六个开关管组成，三个开关管连接到每个电压型逆变器的输入端，三个开关管连接到中性点。
逆变器的输入是直流电压，输出是三相交流电压。
逆变器的工作原理是通过不同开关管的开关状态，控制直流电压经过逆变器的辅助电路，从而产生所需的交流电压。
在SPWM控制策略下，通过对开关管的PWM波形进行调制，可以实现对输出电压的调节。
接下来，我们进行三相电压型SPWM逆变器的仿真分析。
首先，我们需要建立逆变器的数学模型，并设计控制策略。
然后，利用数值计算软件进行仿真模拟，得到逆变器的输出波形和性能参数。
最后，对仿真结果进行分析和验证。
在仿真过程中，我们可以通过调节PWM波形的频率、幅值和相位等参数，观察输出电压的变化情况。
同时，可以对逆变器的效率、谐波含量、响应时间等性能指标进行评估和改进。
通过仿真分析，可以帮助我们更好地理解逆变器的工作原理和特性，并为实际应用中的设计和优化提供参考。
除了仿真分析，三相电压型SPWM逆变器还有一些关键技术需要注意。
首先是开关管的选择和驱动电路的设计，要保证开关管具有足够的电流和电压承受能力，并且能够快速开关。
其次是PWM控制策略的设计，包括调制波形的产生方法和控制方法的选择，以实现输出电压的精确控制。
此外，还需要考虑逆变器的过电流保护、温度保护、短路保护等安全措施。
综上所述，三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置，在可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域有广泛应用。
通过仿真分析和关键技术的研究，可以提高逆变器的性能和可靠性，推动其在实际应用中的进一步发展。
电力电子技术及自动控制系统实验指导书：SPWM变频调速系统实验
SPWM 变频调速系统实验一、 实验目的1.加深理解自然采样法生成SPWM 波的机理。
2.熟悉SPWM 变频器结构中直流回路、逆变桥功率器件和微机控制电路之间的连接。
3.了解SPWM 变频器运行参数和特性。
二、实验系统组成及工作原理SPWM 变频调速系统由不控整流桥、电容滤波、直流环节电流采样(串接采样电阻)、MOSFET 逆变桥、MOSFET 驱动电路、8031单片微机数字控制器、控制键盘和运行显示几部分组成，其原理图如实验图11-1所示。
系统的性能指标如下:1.运行频率：Hz f 60~11=连续可调。
2.调制方式：(1)同步调制：调制比（载波比）123~3=N 可变，步增量为3。
(2)异步调制：载波频率7~5.0=c f kHz,步增量为5.0kHz 。
(3)混合调制(分段同步调制)：系统自动确定各运行频率下的调制比。
3.V/f 曲线：有四条V/f 曲线可供选择，以适合不同程度的低频电压补偿,如实验图11-2所示。
曲线1：50~11=f Hz =1/f U s 220V/50Hz=4.4V/Hz=常数60~511=f Hz =s U 220V=常数曲线2：5~11=f Hz =s U 21.5V=常数50~61=f Hz =1/f U s 220V/50Hz=4.4V/Hz=常数60~511=f Hz =s U 220V=常数~ 图11-1 SPWM 变频调速系统原理图图11-2 电压/频率(V/f)曲线曲线3：8~11=f Hz =s U 34.5V=常数50~91=f Hz =1/f U s 220V/50Hz=4.4V/Hz=常数60~511=f Hz =s U 220V=常数曲线4：10~11=f Hz =s U 43V=常数50~111=f Hz =1/f U s 220V/50H Z =4.4V/H Z =常数60~511=f Hz =s U 220V=常数三、实验设备及仪器1.主控制屏MC012.三相异步电动机-负载直流发电机-测速发电机组3.MC06挂箱4.滑线变阻器5.双踪示波器6.万用表四、实验内容1.用SPWM 变频器给三相异步电动机供电，实现变频调速运行。
三相逆变器SPWM调制原理
三相逆变器SPWM调制原理PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。
常用的PWM技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制（SHEPWM）、电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。
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1.1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，正是基于这个理论，SPWM调制技术才孕育而生。
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)单位脉冲函数图1.1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲把接收调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形，通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。
因为等腰三角波上任何一点的水平宽度和高度呈线性关系且左右对称，当它与任何一个平缓变化的调制信号波相交时，这正好符合PWM控制的要求。
在调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM波形。
2.电压型SPWM逆变电路控制方法2.1单极性与双极性控制（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2.1所示）。
图2.1双极性PWM控制方式2.2同步调制与异步调制在同步调制与异步调制中主要是对载波比进行调制，载波比就是载波频率f c与调制信号频率f r之比N，既N = f c / f r；另一个相关的概念就是调制度，调制度是调制波幅值Ar与载波幅值Ac之比，即Ma＝Ar/Ac。
（1）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，f r 变化时N不变，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；f r 很低时，f c 也很低，由调制带来的谐波不易滤除；f r 很高时，f c 会过高，使开关器件难以承受。
SPWM变频调速的基本原理与方法
SPWM变频调速的基本原理与方法1 SPWM 逆变器的工作原理SPWM变频系统的主电路如图1-1，它工作原理是：由单片机产生的三相SPWM控制脉冲，经驱动放大电路放大后，控制主开关VT1～VT6的通断，将整流滤波后的单相直流电压逆变为三相交流电压拖动异步电动机，改变调制信号的周期与幅值，也就改变了主开关的输出脉冲周期与占空比，从而实现电机的VVVF 控制。
1）SPWM 的控制方式SPWM有两种控制方式，可以是单极式，也可以双极式。
两种控制方式调制方法相同，输出基本电压的大小和频率也都是通过改变正弦参考信号的幅值和频率而改变的，只是功率开关器件通断的情况不一样。
采用单极式控制时在正弦波的半个周期内每相只有一个开关器件开通或关断，双极式控制时逆变器同一桥臂上下两个开关器件交替通断，处于互补的工作方式。
2）逆变器输出电压与脉宽的关系在变频调速系统中，负载电机接受逆变器的输出电压而运转。
对电机来说有用的只有基波电压，通过对SPWM 输出波形的傅立叶分析可知，输出基波电压的幅值与各项脉宽有正比的关系，说明调节参考信号的幅值从而改变各个脉冲的宽度时，就实现了对逆变器输出电压基波幅值的平滑调节。
3）脉宽调制的制约条件将脉宽调制技术应用于交流调速系统要受到逆变器功率器件开关频率和调制度的制约。
逆变器各功率开关器件的开关损耗限制了脉宽调制逆变器的每秒脉冲数（即逆变器每个开关器件的每秒动作次数）。
同时，为保证主电路开关器件的安全工作，必须使所调制的脉冲波有个最小脉宽与最小间隙的限制，以保证脉冲宽度大于开关器件的导通时间与关断时间。
2 SPWM 逆变器的调制定义载波的频率fc与调制波频率fr之比为载波比N，即N= fc / fr 。
视载波比的变化与否有同步调制与异步调制之分。
三角调制波与正弦控制波的交点所确定的一组开关角决定了逆变器输出波形的频谱分布。
载波比N对逆变器输出波形的频谱分布有很大的影响。
逆变器输出的谐波分量主要集中在频率调制比N及其倍频2N、3N...的周围，在中心频率附近的谐波振幅极大值随其中心频率增大而减小，其中以N处的谐波振幅为最大，根据分析，谐波的频率可以表示为在此，基频对应于h=1。
03.学习情境1-学习性工作任务3-(实训项目1)： 三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理实验
学习情境 1-学习性工作任务3
16
《通用变频器应用技术》
3.5
实训理论基础及主要环节演示
3. 实训所用主要挂件认识
SPWM的变频原理的波形观 测： 测试点1：V/F函数的 电压输出。 测试点2、3、4：在 SPWM模式下为三相正弦波 信号。 测试点5：高频三角波 调制信号。 测试点6、7、8：调制 后的三相波形。
学习情境 1-学习性工作任务3
7
《通用变频器应用技术》
3.5
实训理论基础及主要环节演示
1. PWM脉宽调制的方式 PWM脉宽调制的方式很多： 由调制脉冲(调制波) 的极性可分为单极性和 双极性； 由参考信号和载波 信号的频率关系可分为 同步调制方式和异步调 制方式。 参考信号为正弦波 的脉冲宽度调制叫做正 弦波脉冲宽度调制 （SPWM）。
《通用变频器应用技术》
通用变频器应用技术
学习情境 1-学习性工作任务3
1
《通用变频器应用技术》
学习性工作任务3-（实训项目1）
学习情境1：
变频器的认识
三相正弦波脉宽调制SPWM变频原理
（2学时）
学习情境 1-学习性工作任务3
2
《通用变频器应用技术》
1.3
学习任务引入
为了使电动机的运行性能优良，
电动机变频调速技术通常采用正弦 波脉冲宽度调制的方法，简称SPWM
方法。
当正弦调制波与载频三角波相 交时，由它们的交点确定逆变器开
关器件的通断时刻，从而获得的一
系列等幅且脉宽随时间按正弦规律 变化的的矩形波。而这一系列矩形 波的平均值近似一个频率和大小都 与调制波有关的一个正弦信号。
学习情境 1-学习性工作任务3
三相正弦波脉宽调制变频原理实验
三相正弦波脉宽调制变频原理实验
三相正弦波脉宽调制变频是一种常见的变频技术，它的基本原理是通过调整三相正弦波的脉宽来控制交流电机的转速。
下面是该实验的步骤：
1. 准备实验设备。
需要一台交流电机、一台三相变频器、一台三相波形发生器、一台示波器、两个三相电容和一些导线等。
2. 将三相波形发生器连接到三相变频器的输入端，将三相变频器的输出端连接到交流电机，并根据需要设置变频器的参数（频率、电压等）。
3. 使用示波器观察三相正弦波的波形，并将它们与标准波形进行比较，以确保它们的频率和幅值是准确的。
4. 调节三相正弦波的脉宽，通过改变脉宽来控制电机的转速。
可以通过改变脉宽来调节电机的转速，在此过程中需要注意，脉宽过小容易导致电机不能正常工作，而脉宽过大则会导致电机损坏。
5. 使用示波器观察电机的输出波形，并与标准波形进行比较，以验证该技术的有效性。
综上所述，三相正弦波脉宽调制变频是一种非常常见和有效的变频技术，它可以通过调整三相正弦波的脉宽来控制电机的转速，为工业生产和家庭生活带来
了很多便利。
三相电压源SPWM逆变器仿真模型文档说明
三相电压源SPWM逆变器仿真模型实验原理1、实验原理图图12.实验原理： 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的波形。
PWM控制技术最重要的理论基础的面积等效原理。
即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。
SPWM控制技术是PWM控制技术的主要应用，即输出脉冲的宽度按正弦规律变化而合正弦波等效。
原理图如图1所示。
Matlab软件具有强大的数值计算功能,本文利用Matlab软件中Simulink和Power System为一个三相电压源SPWM逆变器建立系统仿真模型,并对其输出特性进行仿真分析。
它的主要功能是将直流电压变换成交流电压,采用SPWM控制策略,实时地调节逆变输出电压的幅值,以满足实际的要求。
系统的主回路选用IGBT作为开关器件,为了减少输出电压的谐波,逆变电源输出接有串联谐振滤波电路。
逆变电源最重要的特性就是输出电压大小可控和输出电压波形质量好。
所以在各种应用中,对逆变电源的输出有严格要求,除要求频率可变、电压可调外,还要求电压基波含量尽可能多,谐波含量尽可能少。
一般开关电路只能输出正、负矩形波电压,其中含有大量的谐波,为了获得正弦波输出,可以采用每半个周期中多个脉冲的SPWM 控制,既能调节输出电压的大小,又能消除一些低阶次谐波。
3.仿真结果截图（a）(b) 输出交流f=50HZ 调制度m=0时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形（a）(b) 输出交流f=50HZ 调制度m=0.3时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形（a）(b)输出交流f=50HZ 调制度m=0.6时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形（a）(b)输出交流f=50HZ 调制度m=0.9时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形。
三相spwm原理
三相spwm原理三相SPWM原理（即三相低频控制器）是一种利用三相脉冲宽度调制（SPWM）来控制三相电机的电子技术。
在近几十年的发展过程中，三相SPWM控制器已经成为电机控制领域中重要的调制技术之一。
三相SPWM是一种基于宽度脉冲调制（PWM）的电力控制技术，其主要原理是将一个三相电动机的定子电压用三相均压脉冲信号模拟，然后把脉冲信号输入电动机定子端。
三相SPWM可以实现电机的无级调速、功率调节、有功调节和功率因数调节等功能，可以实现常见电动机的速度、功率和功率因数的控制，是电动机的最佳控制方法之一。
三相SPWM的工作原理如下：首先，将一个三相电机的定子线圈用三相均压脉冲信号模拟，然后把脉冲信号输入定子线圈中。
同时，控制器会调节脉冲信号的脉宽、脉冲相位和脉冲频率来控制定子线圈的电流。
三相SPWM控制器可以检测电机转子所受到的载荷，并根据实际运行情况自动调节脉冲宽度，从而控制电机的转速和功率。
同时，三相SPWM控制器还可以实现转子电流和电机转矩的检测，以及更精确的功率因数和有功调节功能。
此外，三相SPWM控制器还可以实现电机在过载或其他情况时的保护功能。
在整个三相SPWM控制系统中，传感器的精度至关重要，决定了电机的运行精度和控制精度。
目前，几乎所有的三相SPWM控制器都使用磁芯传感器来获取电机的运行参数，以精确控制电机的运行。
三相SPWM控制器已经广泛用于汽车、空调、冰箱、彩电、家电、电动工具等领域。
三相SPWM控制器具有体积小、结构紧凑、重量轻，功率放大调节灵敏、调节精度高，控制精度高、故障容忍能力强和可靠性高等优点，对电机的控制效果极佳。
因此，三相SPWM控制器成为智能化控制中最重要的技术之一，在无级调速、电动机控制和智能控制等领域有着重要的应用。
电动机技术改变了21世纪人类的生活，三相SPWM控制器技术也将改变着我们的未来。
三相spwm原理
三相spwm原理三相SPWM（SinusoidalPulseWidthModulation）是现今电气多模调节技术的主流，它是一种表现电压的方式，它将模拟零件减少或消除，也是可控硅（SCR）调速技术的基本原理，它可以很大程度的节省能源，在调节电机的转速方面有着很大的优势，但是它也有很多操作要点，比如参数设置，和一些特殊情况的处理，这就要求三相SPWM必须实时动态控制，而且控制精度要求很高。
三相SPWM技术的基本原理可以分为三部分：PID控制算法、SPWM 脉冲模式和PWM脉冲模式。
PID控制算法是根据设定的电机的转速参数，对电机的每一步的变化做出反应，调整有源电路的电压，以便使电机按照设定的参数正常运行。
SPWM脉冲模式以直流电源为基准，电机负载状态为参照，读取状态，根据上文提到的PID控制算法，划分出脉冲输出信号，实现对电机运行参数的控制。
最后，PWM脉冲模式对SPWM脉冲模式进行补充，实现更加精准的控制，从而达到节能的目的。
通常，三相SPWM技术都是在正弦电源的基础上进行的，它的实现需要较好的滤波能力，这会有一定的功耗。
在设计三相SPWM电路时，除了噪声的低通滤波外，还需要高通滤波技术来进一步分离载波和调制信号，这样才能确保SPWM信号的质量。
SPWM技术通过发出特定信号脉冲实现控制，但使用中还存在一些问题，比如脉冲调整系数的计算、载波频率的计算、正确的脉冲模式计算以及正确的SPWM脉冲延迟调整等。
排除这些问题，有助于正确的运行电机，从而节省能源，提高效率。
此外，三相SPWM电路中还使用单片机作为控制元件，通过计算得出三相电流的正弦波幅值，再转换出PWM口脉冲脉宽输出，最终控制电机。
另外，采用更加精确的数字式控制方式，实现更小的调节误差。
但是，由于数字式控制的复杂度，它也会耗费更多的时间，因此，数字式控制只能在特定的转速下使用。
最后，在实际使用现代三相SPWM技术时，应充分考虑它们的可靠性、稳定性、准确性、抗干扰和安全性等技术参数。
实验三 三相spwm变频原理实验
实验三三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验一、实验目的(1)掌握SPWM的调速基本原理和实现方法。
(2)熟悉与SPWM控制有关的信号波形。
二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)正弦波脉宽调制（SPWM）控制信号的观测；(2)正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速实验三、实验方法(1)接通挂件电源，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将控制部分S、V、P的三个端子都悬空），然后开启电源开关。
(2)点动“增速”按键，将频率设定在0.5Hz，在SPWM部分观测三相正弦波信号（在测试点“2、3、4”），观测三角载波信号（在测试点“5”），三相SPWM调制信号（在测试点“6、7、8”）；再点动“转向”按键，改变转动方向，观测上述各信号的相位关系变化。
(3)逐步升高频率，直至到达50Hz处，重复以上的步骤。
(4)将频率设置为0.5HZ～60HZ的范围内改变，在测试点“2、3、4”中观测正弦波信号的频率和幅值的关系。
(5)将DJ24电机与DJK13逆变输出部分连接，电机接成 形式，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将S、V、P的三端子都悬空）。
打开挂件电源开关，点动“增速”、“减速”和“转向”键，观测挂件工作是否正常，如果工作正常，将运行频率退到零，关闭挂件电源开关。
然后打开电机开关，接通挂件电源，增加频率、降低频率以及改变转向观测电机的转速变化。
四、实验报告(1)画出与SPWM调制有关信号波形，说明SPWM的基本原理。
(2)分析在0.5HZ～50Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。
(3)分析在50HZ～60Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。
(4)电机运行状况，并分析原因。
三相SPWM控制原理 - 变频器_软启动器
三相SPWM控制原理 - 变频器_软启动器在PWM型逆变电路中，使用最多的是图1(a)所示的三相桥式逆变电路，其控制方式一般都采用双极性方式。
U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波uc，三相调制信号urU、urV和urW的相位依次相差120°。
U、V和W各相功率开关器件的控制规律相同，现以U相为例来说明。
当urUuc时，给上桥臂晶体管V1以导通信号，给下桥臂晶体管V4以关断信号，则U相相对于直流电源假想中点N′的输出电压uUN′=Ud/2。
当urUuc时，给V4以导通信号，给V1以关断信号，则uUN′=Ud／2。
V1和V4的驱动信号始终是互补的。
当给V1（ V4）加导通信号时，可能是 V1（ V4）导通，也可能二极管VD1（VD4）续流导通，这要由感性负载中原来电流的方向和大小来决定，和单相桥式逆变电路双极性SPWM控制时的情况相同。
V相和W 相的控制方式和U相相同。
uUN′、uVN′和uWN′的波形如图1(b)所示。
可以看出，这些波形都只有±Ud/2两种电平。
像这种逆变电路相电压（uUN′、uVN′和uWN′）只能输出两种电平的三相桥式电路无法实现单极性控制。
图中线电压uUV的波形可由uUN′-uVN′得出。
可以看出，当臂1和6导通时，uUV=Ud，当臂3和4导通时，uUV=-Ud，当臂1和3或4和6导通时，uUV=0，因此逆变器输出线电压由+Ud、-Ud和零三种电平构成。
负载相电压uUN可由下式求得从图中可以看出，它由（±2/3）Ud,（±1/3）Ud和零共5种电平组成。
图1 三相SPWM逆变电路及波形图1 三相SPWM逆变电路及波形在双极性SPWM控制方式中，同一相上、下两个臂的驱动信号都是互补的。
但实际上为了防止上、下两个臂直通而造成短路，在给一个臂施加关断信号后，再延迟Δt时间，才给另一个臂施加导通信号。
延迟时间的长短主要由功率开关器件的关断时间决定。
完整版三相SPWM逆变器仿真
三相SPWM逆变器仿真、原理分析1、基本原理按照输出交流电压半周期内的脉冲数，脉宽调制（PWM）可分为单脉冲调制和多脉冲调制；按照输出电压脉冲宽度变化规律，PWM可分为等脉宽调制和正弦脉宽调制（SPWM）。
等脉宽调制产生的电压波形中谐波含量仍然很高，为了使输出电压波形中基波含量增大，应选用正弦波作为调制信号U R。
这是因为等腰三角形的载波U T上、下宽度线性变化，任何一条光滑曲线与三角波相交时，都会得到一组脉冲宽度正比于该函数值的矩形脉冲。
而且在三角载波U T不变条件下，改变正弦调制波U R的周期就可以改变输出脉冲宽度变化的周期；改变正弦调制波U R的幅值，就可改变输出脉冲的宽度，进而改变U D中基波U DI的大小。
这就是正弦脉宽调制（sine pulse widthmodulated,SPWM）。
2、正弦脉宽调制方法（此处仅介绍了采样法）SPWM是以获得正弦电压输出为目标的一种脉宽调制方式。
这里就以应用最普遍的三相电压源型逆变电路来讨论SPWM具体实现方法。
下图就是三相电压源型PWM逆变器主电路结构图：图一1上图为一三相电压源型PWM逆变器，VT1~VT6为高频自关断器件，VD1~VD6为与之反并联的快速恢复二极管，为负载感性无功电流提供通路。
两个直流滤波电容C串联接地，中点0可以认为与三相Y接负载中点0等电位。
逆变器输出A、B C三相PWM 电压波形取决于开关器件VT1~VT6上的驱动信号波行，即PWM的调制方式。
假设逆变电路采用双极性SPWM控制，三相公用一个三角形载波U T,三相正弦调制信号U RA、U RB、U RC互差120°,可用A相来说明功率开关器件的控制规律，正如下图中所示。
当U RA>U T时，在两电压的交点处，给A相上桥臂元件VT1导通信号、下桥臂元件VT4关断信号，则A相与电源中点0'间的电压U AO'E/2。
当U RA<U T时，在两电压的交点处给VT4导通信号、VT1关断信号，则U AO'-E/2。
三相spwm实验报告【Q格式】
1-50Hz 的SPWM 波形发生器徐健平 1120100939 刘东星1120100936 徐兴宝 1120100940摘要：本文采用TI 公司的TMS320F2812 DSP 作为控制核心，选择合理的采样方法，产生频率连续可调的三相SPWM 波形，程序在CCS3.3集成环境下通过编译，调试运行后，最终经滤波电路连接到示波器上，所得波形满足课题要求。
关键词：SPWM ，DSP ，规则对称采样，定点运算一．SPWM 的定义PWM 的全称是Pulse Width Modulation （脉冲宽度调制），其基本思想是用一系列等幅不等宽的矩形脉冲来逼近理想正弦波形，即控制逆变器功率开关器件导通或关断，在逆变器输出端获得一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形。
改变矩形脉冲的宽度和调制周期就可以改变输出电压的幅值和频率。
在PWM 控制方式中，定义载波比为rc f f N （1） 式中，fc 和fr 分别为载波频率和调制波频率。
按照波形面积相等的原则，每一个矩形波的面积与相应位置的正弦波面积相等，因而这个序列的矩形波与期望的正弦波等效。
这种调制方法称作正弦波脉宽调制（Sinusoidal pulse width modulation ，简称SPWM ），这种序列的矩形波称作SPWM 波。
二．采样法的选择规则采样法是一种应用较广的工程实用方法，一般采用三角波作为载波。
其原理就是用三角波对正弦波进行采样得到阶梯波，再以阶梯波与三角波的交点时刻控制开关器件的通断，从而实现SPWM 法。
当三角波只在其顶点(或底点)位置对正弦波进行采样时，由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽，在一个载波周期(即采样周期)内的位置是对称的，这种方法称为对称规则采样。
当三角波既在其顶点又在底点时刻对正弦波进行采样时，由阶梯波与三角波的交点所确定的脉宽，在一个载波周期(此时为采样周期的两倍)内的位置一般并不对称，这种方法称为非对称规则采样。
规则采样法是对自然采样法的改进，其主要优点就是是计算简单，便于在线实时运算。
三相spwm整流课程设计汇总
svpwm三相整流课程设计指导老师____ ______ _姓名_____ __学号___ _ _ ___小组成员班级 _____时间：2013 年 3 月11日目录svpwm三相整流课程设计 (1)一．实验原理 (3)二．实现过程 (4)（1）主电路设计 (4)（2）dq变换电路及解耦算法 (5)（3）电流环控制参数设定 (8)（4）交流侧电感与电容的选择 (9)（5）SVPWM实现 (12)三．实验心得及感想 (20)一．实验原理三相电压型PWM 整流器的原理图如图1 示，图1中各物理量定义如下：ea、eb、ec 为电网电压，ia、ib、ic 为交流侧各相电流，Udc 代表直流侧电压，ua、ub、uc 为PWM 整流器交流侧输入电压。
根据功率及电压要求，调节电容电感等参数，通过闭环调节，完成开关的时序控制，最终达到实验指标要求。
图１三相电压型ＰＷＭ整流器主电路拓扑结构二．实现过程 （1）主电路设计根据实验要求得主电路matlab 仿真图图2 主电路matlab 仿真图根据图1，列出PWM 整流器的基本方程：00(1)0a aa a dcb b b b dcc c c c dcdc dc L a a b b c c L di e L Ri S u dtdi e L Ri S u dt di e L Ri S u dt duC i i S i S i S i i dt---⎧--=⎪⎪⎪--=⎪⎨⎪--=⎪⎪⎪=-=++-⎩式中a S 、b S 、c S 为0或1，是三相桥臂的开关函数：S ＝1表示下标所对应的桥臂上管导通，下管关断；S ＝0表示下标所对应的桥臂下管导通，上管关断.（2）dq变换电路及解耦算法根据瞬时功率理论，在dq 同步旋转坐标系下的有功功率P 和无功功率Q 可表示为：当d轴以电网电压矢量定位时，即eq=0，则上式可以写为由式可知，id 和iq 分别与有功功率P 和无功功率Q 呈线性比例关系，调节id 和iq 就可分别独立地控制PWM 整流器的有功功率和无功功率，实现有功功率和无功功率的解耦控制。
交流调速实验报告
实验一三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验一、实验目的(1)掌握SPWM的基本原理和实现方法。
(2)熟悉与SPWM控制有关的信号波形。
二、实验所需挂件及附件(1)接通挂件电源，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将控制部分S、V、P 的三个端子都悬空），然后开启电源开关。
(2)点动“增速”按键，将频率设定在0.5Hz，在SPWM部分观测三相正弦波信号（在测试点“2、3、4”），观测三角载波信号（在测试点“5”），三相SPWM调制信号（在测试点“6、7、8”）；再点动“转向”按键，改变转动方向，观测上述各信号的相位关系变化。
(3)逐步升高频率，直至到达50Hz处，重复以上的步骤。
(4)将频率设置为0.5HZ～60HZ的范围内改变，在测试点“2、3、4”中观测正弦波信号的频率和幅值的关系。
四、实验报告1、画出条件（1）-(3)与SPWM调制有关信号波形，得出SPWM控制的结论，说明SPWM 的调频和调压基本原理。
（1）测试三角载波信号波形（2）测试SPWM调制之前的正弦波信号。
a)0.5Hzb)10Hz:c)20Hz:d)30Hz:e)50Hz:（3）测试SPWM调制之后的正弦波信号。
a)0.5Hzb)10Hz:c)20Hz:d)30Hz:e)50Hz:结论：SPWM信号是通过用三角载波信号和正弦信号相比较的方法产生，当改变正弦参考信号的幅值时，脉宽随之改变。
当改变正弦参考信号的频率时，输出电压的频率即随之改变。
即以正弦波作为逆变器输出的期望波形，以频率比期望波高得多的等腰三角波作为载波（Carrier wave），并用频率和期望波相同的正弦波作为调制波（Modulation wave），当调制波与载波相交时，由它们的交点确定逆变器开关器件的通断时刻，从而获得在正弦调制波的半个周期内呈两边窄中间宽的一系列等幅不等宽的矩形波。
调频原理：改变参考波频率，即可调节SPWM波的基波频率；调压原理：改变参考波幅值，即可调节SPWM波的宽度，从而改变输出电压的有效值；2、测试在0.5HZ～50Hz范围内正弦波信号的幅值与频率关系表，把结果填入下表。
电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验
电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验实验目的掌握电压型三相SPWM逆变器电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。
理解电压型三相SPWM逆变器电路的工作原理及仿真波形。
实验设备：MA TLAB/Simulink/PSB实验原理电压型三相SPWM逆变器电路如图7-1所示。
图7-1 电压型三相SPWM逆变器电路实验内容启动Matlab，建立如图7-2所示的电压型三相SPWM逆变器电路结构模型图。
图7-2 电压型三相SPWM逆变器电路模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图7-3、7-4、7-5、7-6、7-7、7-8所示。
图7-3 直流电压源模块参数图7-4 通用桥模块参数图7-5 PWM发生器模块参数图7-6 负载Ra模块参数图7-7 负载Rb模块参数图7-8 负载Rc模块参数系统仿真参数设置如图7-9所示。
图7-9 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到输出端三相交流电流、输出端交流电压uab、输出端交流电压ubc、输出端交流电压uca的仿真波形，如图7-10所示。
图7-10 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为50Hz）在PWM发生器模块中，将逆变桥输出电压频率设置为200Hz，此时的仿真波形如图7-11所示。
图7-11 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为200Hz）改变PWM发生器模块的输出电压频率参数，即可得到不同工作情况下的仿真波形。
例如将逆变桥输出电压频率设置为25Hz，此时的仿真波形如图7-12所示。
图7-12 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为25Hz）又例如将逆变桥输出电压频率设置为10Hz，此时的仿真波形如图7-13所示。
图7-13 电压型三相SPWM 逆变器电路仿真波形（输出频率为10Hz ）实验总结1、 总结电压型三相SPWM 逆变器的工作原理。
如上图。
电路采用双极性控制方式。
,,a b c 三相的PWM 控制通常公用一个三角波载波c u ，三相的调制信号a r u 、b r u 、c r u 依次相差120°。
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实验三三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验
一、实验目的
(1)掌握SPWM的调速基本原理和实现方法。
(2)熟悉与SPWM控制有关的信号波形。
二、实验所需挂件及附件
三、实验内容
(1)正弦波脉宽调制（SPWM）控制信号的观测；
(2)正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速实验
三、实验方法
(1)接通挂件电源，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将控制部分S、V、P的三个端子都悬空），然后开启电源开关。
(2)点动“增速”按键，将频率设定在0.5Hz，在SPWM部分观测三相正弦波信号（在测试点“2、3、4”），观测三角载波信号（在测试点“5”），三相SPWM调制信号（在测试点“6、7、8”）；再点动“转向”按键，改变
转动方向，观测上述各信号的相位关系变化。
(3)逐步升高频率，直至到达50Hz处，重复以上的步骤。
(4)将频率设置为0.5HZ～60HZ的范围内改变，在测试点“2、3、4”中观测正弦波信号的频率和幅值的关系。
(5)将DJ24电机与DJK13逆变输出部分连接，电机接成 形式，关闭电机开关，调制方式设定在SPWM方式下（将S、V、P的三端子都悬空）。
打开挂件电源开关，点动“增速”、“减速”和“转向”键，观测挂件工作是否正常，如果工作正常，将运行频率退到零，关闭挂件电源开关。
然后打开电机开关，接通挂件电源，增加频率、降低频率以及改变转向观测电机的转速变化。
四、实验报告
(1)画出与SPWM调制有关信号波形，说明SPWM的基本原理。
(2)分析在0.5HZ～50Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。
(3)分析在50HZ～60Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。
(4)电机运行状况，并分析原因。