我的方波逆变电路的计算机仿真 (2)
基于MATLAB三相方波逆变电路仿真分析
设计与研究本文引用格式:朱剑锋,陈立东,刘磊.基于MATLAB三相方波逆变电路仿真分析[J]. 新型工业化,2017,7(2):72-76.DOI:10.19335/ki.2095-6649.2017.02.012基于MATLAB三相方波逆变电路仿真分析朱剑锋1,陈立东2,刘磊2(1.煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;2.国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司,辽宁 阜新 123000)摘要:三相方波逆变电路实现直流电与直流电之间的转换,其性能优劣直接关系到电动机控制系统、新能源电能转换系统、弧焊电源系统等的输出特性。
在对三相方波逆变的结构原理和输出特性分析基础上,利用MATLAB 软件建立三相方波逆变电路仿真模型,对模型的三相相电压和三相线电压的输出特性进行仿真,并对仿真进行分析。
关键词: MATLAB;方波逆变电路;仿真Simulation and Analysis on Three-phase Square Wave Inverter Circuit Based on MATLABZHU Jian-feng1, CHEN Li-dong2, LIU Lei2(1. CCTEG Shenyang Research Institute, Fushun Liaoning 113122; 2. state grid fuxin electric power supply company, Fuxin Liaoning 123000)Abstract: Three-phase square wave inverter circuit can realize the conversion of alternating current (AC) and direct current (DC). Its performance is directly related to the output characteristics of the motor control system, new energy and electrical en-ergy conversion system, and arc welding power supply system, etc. On the basis of structure principle and output characteristic analysis of three-phase square wave inverter, the three-phase square wave inverter circuit simulation model was established with MATLAB software. In addition, the model of three phase voltage and the output of the three phase line voltage characteristics were simulated, and the simulation result was analyzed.Key words: MATLAB; Square wave inverter circuit; Simulation1 逆变系统结构逆变系统属于一种将直流电转换成交流电的装置,通过对半导体器件(IGBT、GTO等)导通与关断过程进行控制,实现直流电与交流电之间的转换[1]。
逆变电路仿真
哈尔滨理工大学电气与电子工程学院《电力电子电路分析与仿真》实验报告题目:2-方波控制的逆变电路仿真实验学号:1705020110姓名:黄雪萍班级:电气17-6班专业:电力电子与电力传动指导教师:李文娟时间:2020.4.27一、实验目的:1、进一步熟悉MATLAB和Simulink环境;2、掌握方波控制的单相全桥电压型逆变电路逆变电路仿真;3、进一步理解单相全桥电压型逆变电路的控制方法。
二、实验内容1、分析方波控制的单相全桥电压型逆变电路的工作原理;2、用Simulink、电力系统模型库中的模块建立电压型逆变电路的仿真模型;3、对仿真模型中的器件建立方波控制;4、改变控制参数,观察主要参量的仿真波形;5、将仿真结果与理论分析加以对比。
三、实验预设计(在分析相应原理的基础上,从Simulink中模块库中选取相应模块手画出模型并进行参数设计,参数自定)(手画模型后以图片粘进来)1、主电路设计(1)模型设计(2)参数设计选取参数Ud=100V,R=1Ω,L=0.1mH,输出频率为10KHz。
2、180度导电控制设计(1)模型设计(2)参数设计选取参数Ud=100V,R=1Ω,L=0.1mH,输出频率为10KHz。
也就是脉冲触发器P1和P2的Period(secs)设为0.0001,Phase delay(secs)分别设为0和0.00005。
3、移相调压控制设计(1)模型设计(2)参数设计选取参数Ud=100V,R=1Ω,L=0.1mH,输出频率为10KHz。
也就是脉冲触发器P1、P2、P3、P4的Period(secs)设为0.0001,Phase delay(secs)分别设为0、0.00005、120/360*0.0001、0.00005+120/360*0.0001。
四、实验调试(粘贴在Simulink下带显示的完整的、可正确运行的仿真模型,适当说明)(1)180°导电控制仿真模型:仿真时间为0.001s(2)移项调压控制仿真模型:仿真时间为0.001s五、实验结果及分析(粘贴仿真运行曲线,应有驱动信号和主要的输出电压、电流波形)注意:一定要就仿真结果进行分析说明,以证明仿真结果的正确性。
电力电子系统的计算机仿真
《电力电子系统的计算机仿真》题目:方波逆变电路的计算机仿真电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识,是一门实践性和应用性很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性,给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和困难,一般常用波形分析的方法来研究。
仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。
我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真,对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。
掌握了仿真的方法,学生的想法可以通过仿真来验证,对培养学生的创新能力很有意义,并且可以调动学生的积极性。
实验实训是本课程的重要组成部分,学校的实验实训条件毕竟是有限的,也受到学时的限制。
而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制,学生可以在课外自行上机。
仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
【关键字】电力电子,MATLAB,仿真。
第一章电力电子与MATLAB软件的介绍一、电力电子概况二、MATLAB软件介绍第二章电力电子器件介绍一、电力二极管特性介绍二、晶闸管特性介绍三、IGBT特性介绍第三章主电路工作原理一、单相桥式逆变电路二、三相桥式逆变电路三、PWM控制基本原理第四章仿真模型的建立一、单极性SPWM触发脉冲波形的产生二、双极性SPWM触发脉冲波形的产生三、单极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路四、双极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路第五章仿真结果分析第六章心得体会第七章参考文献第一章电力电子与MATLAB软件的介绍一、电力电子概况电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,就是使用电力电子器件(如晶闸管,GTO,IGBT等)对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW,也可以小到数W甚至1W以下,和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术(整流,逆变,斩波,变频,变相等)两个分支。
整流逆变电路的原理与仿真 (PSIM软件)
三相整流及逆变电路仿真分析目录1 整流电路 (3)1.1整流电路概述 (3)1.2三相半波可控整流电路 (3)1.2.1电阻性负载 (3)1.2.2阻感性负载 (4)1.3三相桥式全控整流电路 (5)1.3.1电阻性负载 (5)1.3.2阻感性负载 (6)1.3.3 UVT1触发脉冲丢失 (7)2 逆变电路 (8)2.1.逆变电路概述 (8)2.2三相有源逆变电路仿真分析 (8)2.3 逆变失败 (9)3 高压直流输电 (10)3.1 十二脉冲桥式整流电路 (10)3.1.1仿真分析 (10)3.1.2频谱分析 (10)3.1.3加滤波改善波形 (11)3.2 闭环控制电路 (11)3.2.1整流阶段 (11)3.2.2逆变阶段 (12)3.2简单直流输电系统 (13)4 总结与改进 (14)整流逆变电路分析与仿真摘要:本文以相控整流电路为研究对象,介绍了三相整流电路、逆变电路的工作原理,基于PSIM软件搭建电路,分析了在几种常见的触发角下整流电路的工作情况,并以12脉冲整流电路为例,通过FFT比较了电路有无滤波两种情况输出电压谐波的的不同。
通过负反馈的闭环控制方式使得整流电路电压、电流更加平稳。
通过两个三相桥搭建出了十二脉动整流电路。
最后综合了十二脉动整流、逆变电路,以及闭环控制对高压直流输电进行了仿真,并尝试将复杂电路模块化。
关键词:整流逆变电路; PSIM仿真,十二脉动,高压直流输电,闭环控制1 整流电路1.1整流电路概述电力变换的基本形式包括整流(AC-DC)、逆变(DC-AC)、斩波(DC-DC)、交流电力控制(AC-AC)。
整流是电力变换的基本形式之一,相控整流电路是整流电路的一种,广泛应用于电力电子系统中。
由晶闸管组成,通过控制触发延迟角控制触发脉冲相位来调节输出电压。
整流电路按照电源相数可分为单相、三相、多相,按照接线形式可分为半波、桥式,按照组成器件可分为不可控、全控、半空,按照负载性质可分为电阻、阻感、反电动势整流电路。
单相正弦波PWM逆变电路仿真报告(Simulink)
单相正弦波PWM逆变电路仿真报告1. 仿真目的:通过对单相SPWM逆变电路不同控制方式的仿真研究,进一步理解SPWM 控制信号的产生原理,单极性、双极性控制方式的原理及不同、载波比与调制深度不同对逆变电路输出波形的影响等。
2. 仿真原理:2.1 单相桥式逆变电路图1 所示为单相桥式逆变电路的框图,设负载为阻感负载。
在桥式逆变电路中,桥臂的上下两个开关器件轮流导通,即工作时V1 和V2 通断状态互补,V3 和V4 的通断状态互补。
下面将就单极性及双极性两种不同的控制方法进行分析。
图1 单相桥式PWM逆变电路2.2 不同控制方式原理2.2.1 单极性控制方式调制信号u r为正弦波,载波u c在u r的正半周为正极性的三角波,在u r的负半周为负极性的三角波。
在u r的正半周,V1保持通态,V2保持断态,在u r>u c 时使V4导通,V3关断,u0=U d; 在u r<u c时使V3导通,V4关断,u0=0; 在u r 的负半周,V1保持断态,V2保持通态,在u r<u c时使V3导通,V4关断,u0=-U d; 在u r>u c时使V4导通,V3关断,u0=0。
这样就得到了SPWM波形u0。
图2 单极性PWM控制波形2.2.2 双极性控制方式采用双极性方式时,在u r的半个周期内,三角波不再是单极性的,而是有正有负,所得的PWM波也是有正有负。
在u r的一个周期内,输出的PWM波只有两种电平,而不像单极性控制时还有零电平。
在u r的正负半周,对各开关器件的控制规律相同。
即u r>u c时,给V1和V4导通信号,给V2和V3以关断信号,如i0>0,则V1和V4通,如i0<0,则VD1和VD4通,不管哪种情况都是输出电压u0=U d。
u r<u c时,给V2和V3导通信号,给V1和V4以关断信号,这时如i0<0,则V2和V3通,如i0>0,则VD2和VD3通,不管哪种情况都是输出电压u0=-U d。
方波逆变电路
《电力电子系统的计算机仿真》综合训练题目:方波逆变电路的计算机仿真院系:电信学院专业:电气工程及其自动化班级:姓名:学号:指导老师:时间:2011.12.18电力电子技术是综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科的知识,是一门实践性和应用性很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性,给电力电子电路的分析带来的了一定的复杂性和困难,因此一般常用波形分析的方法来研究。
本文就基于MATLAB软件,利用MATLAB软件中的Simulink库具有模拟、数字混合仿真功能、具备大量的模拟功能模型和系统分析的能力,进行方波逆变电路的计算机仿真分析,设计了一单相桥式方波逆变电路,和一三相桥式方波逆变电路。
单相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电源为300V,电阻负载,电阻1欧姆,电感2mH。
三相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电源为530V,电阻负载,负载有功功率1KW,感性无功功率0.1Kvar。
完成上述桥式方波逆变电路的设计,并进行计算机仿真,观察输出电压波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
关键词:方波逆变器 IGBT开关器件 MATLAB计算机仿真前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I 第一章 MATLAB仿真软件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11.1 MATLAB简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11.2 Simulink简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31.2.1Simulink的功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 第二章 IGBT开关器件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42.1 IGBT的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52.2IGBT的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 第三章主电路图工作原理说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1 逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.2 逆变电路的基本工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.3 电压型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.4 电流型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 第四章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯164.1 单项桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯164.2 三相桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17 第五章总结体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23 第六章参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23第一章 MATLAB仿真软件1.1 MATLAB简介MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
我的方波逆变电路的计算机仿真 (2)讲解
《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告班级姓名学号专业指导教师2012年 12 月 20日任务书一、题目名称:方波逆变电路的计算机仿真二、设计部分:①设计一单相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电压为300V,电阻负载,电阻1欧姆,电感2毫亨。
根据上述要求完成主电路设计。
②设计一三相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电压为530V,电阻负载,负载有功功率1KW,感性无功功率0.1KVar。
根据上述要求完成主电路设计。
三、仿真部分:A. 完成上述单相桥式方波逆变电路的计算机仿真,观察输出电压波形。
系统输入电流波形,电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
B. 完成上述三相桥式方波逆变电路的计算机仿真,观察输出电压波形。
系统输入电流波形,电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
摘要本此电力电子课程设计我组的设计题目是方波逆变电路的计算机仿真,开关器件选用IGBT。
此次的课设题目是通过MATLAB来完成的,主要包括数据结构、数值运算、程序设计及绘图等。
通过使用Simpowersystems模型库进行电力电子电路的仿真分析。
完成上述桥式方波逆变电路的设计,并进行计算机仿真,观察输出电压波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
逆变电路广泛应用于交流电机的变频调速、感应加热电源、高压直流输电、不间断供电电源(UPS)、柔性交流输电(FACTS)、航空电源等装置中。
且目前的绝大多数逆变电路都采用全控型电力电子器件作为开关器件这也是逆变电路发展的方向。
关键词:方波逆变电路、 IGBT开关器件、MATLAB、计算机仿真目录:第一章仿真软件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4第二章主电路图工作原理说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53.1电力电子器件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53.2 逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63.3 逆变电路的基本工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63.4 电压型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6第三章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124.1单项桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124.2三相桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16第四章参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23第五章体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24第一章仿真软件简介一.MATLABMATLAB 是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件,由美国MathWorks公司于1984年正式推出,1988年推出3.X(DOS)版本,1992年推出4.X(Windows)版本;近几年来,Mathworks公司将MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面,取得了很多成绩,更扩大了它的应用前景。
逆变电源Matlab仿真研究
目录1 方案论证 (2)1.1 设计实现要求 (2)1.2 设计方案确定 (2)2 原理简介 (3)2.1 升压斩波电路 (3)2.1.1 升压电路原理图 (3)2.1.2 原理分析 (3)2.2 三相电压型桥式逆变电路 (4)2.2.1 逆变电路原理图 (4)2.2.2 逆变电路原理 (4)2.3 SPWM逆变器的工作原理 (4)2.4 Simulink仿真环境 (5)3 仿真建模 (5)3.1 斩波电路仿真建模 (5)3.2 逆变电路仿真建模 (7)3.3 逆变电源仿真建模 (7)4 仿真实现 (8)4.1 斩波电路仿真实现 (8)4.2 逆变电路仿真实现 (9)4.3 逆变电源仿真实现 (10)5 心得体会 (11)参考文献 (12)逆变电源Matlab仿真研究1 方案论证1.1 设计实现要求本次课程设计要求对逆变电源进行Matlab仿真研究,输入为100V,输出为380V、50Hz 三相交流电,采用PWM斩波控制技术,建立Matlab仿真模型并得到实验结果。
1.2 设计方案确定由于要求的输出为380V、50Hz三相交流电,显然不能直接由输入的100V直流电逆变产生,需将输入的100V直流电压通过升压斩波电路提高电压,再经过逆变过程及滤波电路得到要求的输出。
根据课本所学的,可以采用升压斩波电路和三相电压型桥式逆变电路的组合电路,将升压后的电压作为逆变电路的直流侧,得到三相交流电,同时采用PWM 控制技术,使其频率为50HZ。
根据对输出电压平均值进行调制的方式不同,斩波电路分为脉冲宽度调制(PWM)、频率调制和混合型三种。
在此使用第一种方法,也是应用最多的方法。
通过控制开关器件的通断实现电能的储存和释放过程,输出信号为方波,调节脉宽可以控制输出的电压的大小。
根据直流侧电源性质不同,逆变电路可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。
这里的逆变电路属电压型。
采用等腰三角波作为载波,用SPWM进行双极性控制。
方波逆变
《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告班级电气9班姓名学号专业电气工程及其自动化指导教师陈伟2012年 12 月 19日前言电力电子技术是综合了电子电路,电机拖动,计算机控制等多学科的知识,是一门实践性和应用性很强的课程,由于电力电子器件自身的开关的非线性,给电力电子电路的分析带来一定的复杂性和困难,因此一般用波形分析的方法来研究,本文就是基于MATLAB软件中的Simulink库具有模拟,数字混合仿真功能,具备大量的模拟功能模型和系统分析的能力,进行方波逆变电路的计算机仿真分析。
本文设计了一单相桥式方波逆变电路和一三相桥式方波逆变电路。
单相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电源为300V,电阻负载,电阻1欧姆,电感2mh。
三相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电源为530V,电阻负载,负载有功率1KW,感性无功功率0.1Kvar。
完成上述桥式方波逆变电路的设计,并进行计算机仿真,观察输出电压波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
关键词:方波逆变器; IGBT开关器件;计算机仿真目录第1章MATLAB仿真软件简介 (3)1.1MATLAB简介 (3)1.2 Simulink简介 (4)1.2.1 Simulink的功能 (4)第2章IGBT开关器件简介 (5)2.1 IGBT的结构 (5)2.2 IGBT的工作原理 (6)第3章主电路图工作原理说明 (8)3.1电力电子器件 (8)3.2 逆变电路 (8)3.3 逆变电路的基本工作原理 (9)3.4 电压型逆变电路 (9)第4章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立 (16)4.1单项桥式方波逆变电路仿真 (16)4.2 三相桥式方波逆变电路仿真 (19)第6章参考文献 (26)第1章 MATLAB仿真软件简介1.1MATLAB简介MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
基于Multisim的方波、三角波发生器的设计与仿真
基于Multisim的方波、三角波发生器的设计与仿真方波、三角波发生器的设计与仿真一.实验目的1.学习方波、三角波发生器的设计方法。
2.学会用multisim10对设计的波形发生器进行仿真与分析。
二.实验原理(1).图1因为矩形波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要组成部分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈;因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。
矩形波发生电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。
RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。
电压传输特性如图所示。
图2将方波电压作为积分运算电路的输入,在其输出就得到三角波电压。
方波幅值Uom=±Uz方波震荡周期T=2R3C2ln(1+2R1/R2)其振荡频率为f=1/T三角波幅值Uos=±Ut三.仿真内容对图1所示电路进行瞬态分析,仿真结果如下:图3由上图知:方波幅值=±3.162 三角波幅值=±10.9当方波发生电路的输出电压uo1=+Uz时,积分运算电路的输出电压uo2将线性下降;而当uo1=-Uz时,uo2将线性上升。
用示波器查看输出Io1、Io2的波形,如图4所示:图4从示波器上看出电路的振荡周期为1.4ms方波震荡周期理论值为T=2R3C2ln(1+2R1/R2)≈1.39ms(2).由于图1所示电路中存在RC电路和积分电路两个延迟环节,在实用电路中,将他们”合二为一”,即去掉方波发生电路中的RC回路,使积分运算电路即作为延迟环节,又作为方波变三角波电路。
滞回比较器改为同相输入。
原理图如图5所示:方波幅值Uom=±Uz方波震荡周期T=2R3C2ln(1+2R1/R2)三角波幅值Uos=±Ut(其中Ut=(R1÷R2)Uz)三角波振荡周期T=4R1R5C/R2 其振荡频率f= R2/4R1R5C由上图知:方波幅值=±3.2 三角波幅值=±1.6。
方波逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握方波逆变电路的基本原理和电路组成;2. 掌握方波逆变电路中各个元器件的作用及相互关系;3. 学会分析方波逆变电路的工作过程及其特点;4. 了解方波逆变电路在实际应用中的优缺点及其改进方法。
技能目标:1. 能够正确绘制并搭建方波逆变电路;2. 能够运用所学知识分析和解决方波逆变电路中存在的问题;3. 能够通过实验验证方波逆变电路的性能,并进行简单的优化调整;4. 能够运用相关软件(如Multisim、Proteus等)进行方波逆变电路的仿真。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术领域的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队合作意识和沟通能力,学会在团队中分享和交流;3. 培养学生勇于探索、积极创新的精神,敢于面对挑战,善于克服困难;4. 引导学生关注方波逆变电路在节能环保、新能源等领域的重要应用,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为电子技术专业课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础,具有较强的动手能力和学习兴趣,但对方波逆变电路的了解尚浅。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化学生动手实践能力,提高学生的分析和解决问题能力。
通过课程学习,使学生能够全面掌握方波逆变电路的相关知识,为后续专业课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 方波逆变电路基本原理:介绍逆变电路的定义、分类及其应用,重点讲解方波逆变电路的工作原理和特点。
教材章节:第三章第四节“逆变电路及其工作原理”2. 方波逆变电路组成与元器件:分析方波逆变电路的组成,介绍各元器件的功能及选型。
教材章节:第三章第五节“逆变电路的组成与元器件”3. 方波逆变电路分析与设计:讲解方波逆变电路的分析方法,引导学生进行电路设计及优化。
教材章节:第三章第六节“方波逆变电路分析与设计”4. 方波逆变电路实验操作:指导学生进行方波逆变电路的搭建、调试及性能测试。
方波逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解方波逆变电路的基本原理,掌握其工作流程及关键参数的计算。
2. 使学生掌握方波逆变电路在不同应用场景中的设计与实现方法。
3. 帮助学生了解方波逆变电路在实际工程中的应用,提高学生理论联系实际的能力。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决方波逆变电路相关问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力,学会使用相关软件及仪器设备进行方波逆变电路的设计与调试。
3. 培养学生团队协作能力,通过小组讨论、实践等形式,共同完成方波逆变电路的设计。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养其主动学习的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,遵循实验操作规程。
3. 引导学生关注我国电子技术的发展,树立为国家和民族科技事业贡献力量的信念。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够阐述方波逆变电路的原理,并正确计算关键参数。
2. 学生能够根据实际需求,设计出符合要求的方波逆变电路。
3. 学生能够运用所学知识和技能,解决方波逆变电路在实际应用中遇到的问题。
4. 学生能够通过团队协作,完成方波逆变电路的设计与调试,提高实践操作能力。
5. 学生能够树立正确的价值观,关注我国电子技术的发展,培养良好的学习态度。
二、教学内容本课程依据课程目标,选择以下教学内容:1. 方波逆变电路原理:讲解方波逆变电路的基本工作原理,包括电路结构、关键元件的作用及其工作过程。
2. 方波逆变电路关键参数计算:介绍方波逆变电路中关键参数的计算方法,如输出电压、输出功率、开关频率等。
3. 方波逆变电路设计方法:分析不同应用场景下方波逆变电路的设计方法,结合教材相关章节,进行实例讲解。
4. 方波逆变电路应用案例分析:通过分析实际工程中的方波逆变电路案例,使学生了解其在实际应用中的优势和局限。
5. 方波逆变电路实践操作:指导学生使用相关软件和仪器设备进行方波逆变电路的设计与调试,提高学生动手实践能力。
PWM逆变器Matlab仿真
摘要在本设计中,首先,针对课设题目要求,进行了系统的总体方案选择,以及各功能模块的方案论证和选择。
选择通过升压斩波电路将输入直流电压升高,再利用全桥逆变方式将直流电转换成50HZ的交流电,控制部分采用PWM斩波控制技术。
接着,对各功能模块进行了详细的原理分析和电路设计,同时也对可能出现的直流不平衡等问题进行了考虑。
并最终通过MATLAB来实现PWM逆变器的仿真,并进行结果分析,得出系统参数对输出的影响规律。
经过理论分析设计以及MATLAB仿真两种方式,证明了本系统可以很好地实现将输入110V直流转换成220V、50HZ单相交流电的设计要求,另外本设计也按设计要求采用了PWM斩波控制技术。
关键词:逆变;PWM控制;MATLAB仿真;DC-DC;目录1.设计方案的论证与选择 (1)1.1总体设计思路 (1)1.2 DC-DC方案论证与选择 (1)1.3逆变主电路的方案论证与选择 (2)1.4 逆变器控制方法的论证与选择 (3)2.设计原理及实现方法 (4)2.1 升压斩波电路的设计 (4)2.2 全桥式逆变电路的设计 (5)2.3 PWM控制技术及SPWM波的生成 (6)2.3.1 PWM控制的基本原理 (7)2.3.2 SPWM法的基本原理 (8)2.3.3 规则采样法 (8)2.3.4单极性和双极性PWM控制逆变电路分析 (9)3.MATLAB仿真及结论分析 (12)3.1升压环节的建模与仿真 (12)3.2 制作并生成SPWM波形 (13)3.3 逆变环节的建模与仿真(一) (15)3.4 逆变环节的建模与仿真(二) (17)3.4.1载波频率与输出电压频率改变对波形的影响 (18)3.4.2 改变负载对输出的影响 (21)4.收获与体会 (25)5.参考文献 (26)PWM逆变器Matlab仿真1.设计方案的论证与选择1.1总体设计思路由于要求的输出为220V,50HZ单相交流电,而输入却是只有110V的直流电压,所以仅仅由逆变环节不能实现,而应该有升压环节。
【课程设计】电力电子系统的计算机仿真设计-单极性模式PWM逆变电路的计算机仿真
电力电子系统的计算机仿真设计题目:单极性模式PWM逆变电路的计算机仿真学院:电信学院班级:电气工程及其自动化3班学号:XXXXX姓名:XX指导老师:XX日期:2010年12月3号前言PWM控制技术是逆变电路中应用最为广泛的技术,现在大量应用的逆变电路中,绝大部分都是PWM型逆变电路。
为了对PWM型逆变电路进行分析,首先建立了逆变器控制所需的电路模型,采用IGBT作为开关器件,并对单相桥式电压型逆变电路和PWM控制电路的工作原理进行了分析,运用MATLAB中的SIMULINK 对电路进行了仿真,给出了仿真波形,并运用MATLAB提供的powergui模块对仿真波形进行了FFT分析(谐波分析)。
通过仿真分析表明,运用PWM控制技术可以很好的实现逆变电路的运行要求。
目录一概述 3 二主电路工作原理说明8 三主电路设计的详细过程10 四仿真模型的建立及各模块参数设置11 五仿真结果分析14 六总结18 七参考文献19 八体会20一概述1.1MATLAB的介绍MATLAB (Matrix Laboratory)为美国Mathworks公司1983年首次推出的一套高性能的数值分析和计算软件,其功能不断扩充,版本不断升级,1992年推出划时代的4.0版,1993年推出了可以配合Microsoft Windous使用的微机版,95年4.2版,97年5.0版,99年5.3版,5.X版无论是界面还是内容都有长足的进展,其帮助信息采用超文本格式和PDF格式,可以方便的浏览。
至2001年6月推出6.1版,2002年6月推出6.5版,继而推出6.5.1版, 2004年7月MATLAB7和Simulink6.0被推出,目前的最新版本为7.1版。
MATLAB将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程技术结合在一起,为用户提供了一个强有力的科学及工程问题的分析计算和程序设计工具,它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能,是具有全部语言功能和特征的新一代软件开发平台。
方波逆变电路的设计
《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告班级姓名学号专业电气工程及其自动化指导教师陈伟2011年 12 月 26 日摘要本文主要介绍了基于matlab软件进行方波逆变电路的设计与仿真,以单向全桥方波逆变电路和三相全桥方波逆变电路为例,阐述了使用虚拟电子实验平台进行模拟电路仿真分析的具体方法,了解利用虚拟电子实验平台仿真电路的优点,并且将实验结果与理论知识分析比较,分析实验结果与理论知识产生差异的原因。
关键字:matlab软件;方波逆变电路;仿真;目录:第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1第二章设计内容及技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2第三章主电路图工作原理说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33.1逆变电路的基本工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3.2逆变电路换流方式及分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3.3 电压型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 第四章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.1单项桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.2三相桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯144.3仿真波形分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 第五章总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19 第六章参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20第一章绪论20世纪60年代发展起来的电力电子技术,使电能可以交换和控制,产生了现代各种高效节能的新型电源和交直流调速装置,为工业生产,交通运输,楼宇办公家庭自动化提供了现代化的高薪技术,提高了生产效率和人们的生活质量,使人类社会生产生活发生了巨大变化。
MATLAB软件是由美国Math Works公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算机软件系统被誉为“巨人肩上的工具”MATLAB早期主要用于控制系统的仿真,经过不断扩展已经成为包含通信电气工程优化控制等诸多领域的科学计算软件,可以用于电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真。
方波逆变仿真
单相全桥逆变电路仿真一、仿真建模本次实验采用matlab 对电路进行仿真,利用Simulink 里的模块来构建它的仿真模型图。
在这次电力电子仿真的过程中,主要用到了Simulink 里的特殊工具库——电力系统模型库,它是专门用于解决电路、电力电子、电机等系统的仿真和分析,其中包含7个子库:连接模型库、电源模型库、元件模型库、附加模型库、电机模型库。
测量模型库、电力电子模型库。
建立一个仿真模型的新文件,按照方波逆变电路原理图,从电力系统模型库(SimPowerSystems )中选取合适的模块放到仿真平台上,并将各模块连接起来,组成仿真电路模型,如图1所示。
Continuous powerguii +-i signal THDTotal Harmonic DistortionSeries RLC BranchScope1ScopePG4PG3PG2PG12MultimetergmCEIGBT2gmCEIGBT1gmCEIGBT/Diode4gmCEIGBT/Diode3signalm agnitude angleFourier127.1Display10.484DisplayDCu i图1单相全桥逆变仿真电路模型二、参数设置(1)直流电源电压设为100v 。
(2)触发脉冲PG1的参数如上图所示。
PG2、PG3、PG4的Phase delay 依次设为0.01、0.01、0,其余参数和PG1相同。
(3)负载参数 电阻设为1,电感设为0.002(负载参数可以改变)(4)开始仿真时间设为0,停止仿真时间设为0.1s ,数值算法采用ode45tb 三、仿真结果1、触发脉冲的波形 下图为PG1--PG4的波形2、负载波形及其谐波分析利用powergui 里边的FFT 对上述电流波形进行快速傅立叶分析。
在方波逆变中,只用电源电压和负载可以改变。
因此,谐波含量的分析分别从电压和负载着手。
(1)负载为电阻性负载时:设R=1.此时电压和电流波形相同,如下图所示量可由下图得出。
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《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告班级姓名学号专业指导教师2012年 12 月 20日任务书一、题目名称:方波逆变电路的计算机仿真二、设计部分:①设计一单相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电压为300V,电阻负载,电阻1欧姆,电感2毫亨。
根据上述要求完成主电路设计。
②设计一三相桥式方波逆变电路,开关器件选用IGBT,直流电压为530V,电阻负载,负载有功功率1KW,感性无功功率0.1KVar。
根据上述要求完成主电路设计。
三、仿真部分:A. 完成上述单相桥式方波逆变电路的计算机仿真,观察输出电压波形。
系统输入电流波形,电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
B. 完成上述三相桥式方波逆变电路的计算机仿真,观察输出电压波形。
系统输入电流波形,电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
摘要本此电力电子课程设计我组的设计题目是方波逆变电路的计算机仿真,开关器件选用IGBT。
此次的课设题目是通过MATLAB来完成的,主要包括数据结构、数值运算、程序设计及绘图等。
通过使用Simpowersystems模型库进行电力电子电路的仿真分析。
完成上述桥式方波逆变电路的设计,并进行计算机仿真,观察输出电压波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
逆变电路广泛应用于交流电机的变频调速、感应加热电源、高压直流输电、不间断供电电源(UPS)、柔性交流输电(FACTS)、航空电源等装置中。
且目前的绝大多数逆变电路都采用全控型电力电子器件作为开关器件这也是逆变电路发展的方向。
关键词:方波逆变电路、 IGBT开关器件、MATLAB、计算机仿真目录:第一章仿真软件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4第二章主电路图工作原理说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53.1电力电子器件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53.2 逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63.3 逆变电路的基本工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63.4 电压型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6第三章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124.1单项桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124.2三相桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16第四章参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23第五章体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24第一章仿真软件简介一.MATLABMATLAB 是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件,由美国MathWorks公司于1984年正式推出,1988年推出3.X(DOS)版本,1992年推出4.X(Windows)版本;近几年来,Mathworks公司将MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面,取得了很多成绩,更扩大了它的应用前景。
MATLAB 已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用而且必不可少的工具。
MATLAB时“矩阵实验室”(Matrix Laboratory)的缩写,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。
在MATLAB中,每个变量代表一个矩阵,可以有n*m个元素,每个元素都被看做复数,所有的运算都对矩阵和复数有效,输入算式立即可得结果,无需编译。
MATLAB主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++ ,JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
第二章主电路图工作原理说明2.1电力电子器件IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)是复合型半导体电力电子开关器件,其输入控制部分为MOSFET,输出级为双极性三级晶体管,因此兼有MOSFET 和电力晶体管的优点:高输入阻抗,电压驱动控制、驱动功率小,开关速度快、工作效率可达10-40kHZ(比电力晶体管高),饱和压降低,电压、电流容量较大,安全工作范围较宽,可以制成更高电压、电流等级的电力电子设备。
IGBT有三个电极:栅极G、发射极E和集电极C。
输入部分是一个MOSFET 管,输出部分是一个PNP三极管V1,此外还有一个内部寄生的三极管V2(NPN管)在NPN晶体管V2的基极与发射极之间有一个体区电阻Rbr。
CGEMOSFET由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征,IGBT 消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性,但是在高电平时,功率导通损耗仍然要比IGBT 高出很多。
IGBT较低的压降,转换成一个低VCE(sat)的能力,以及IGBT的结构,与同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化 IGBT驱动器的原理图。
当栅极G与发射极E之间外加电压Uge=0时,MOSFET管内无导电沟道,其调制电阻Rdr。
可视为无限大,Ic=0,MOSFET处于断态。
在栅极G和发射极E之间外加控制电压Uge ,使MOSFET 管导电沟道变宽,相当于使调制电阻Rdr变小,也就改变了输出晶体管V1的基极电流,控制了IGBT管集电极电流Ic 。
当Uge足够大时,V1饱和导通,则IGBT进入通态。
一旦撤除Uge ,即Uge=0,则MOSFET从通态转入断态,V1截止,IGBT从通态转入断态。
2.2 逆变电路逆变电路是电力电子交换电路的四种基本形式之一,又称为直—交变换器,它是能将直流电变换成交流电的电路。
当交流侧接交流电路时,称为有源逆变电路;当直流电变换为交流电后直接向非电源负载供电时,称为无源逆变电路。
2.2.1逆变电路的分类●按主电路结构的不同和输出相数分为单相和三相逆变电路。
●按逆变电路直流侧电源性质分为电压型逆变电路和电流型逆变电。
电压型逆变电路输入端接有大电容,形成平稳的直流电压,电流型逆变电路的输入端接有大电感,形成平稳的直流电流。
●按输出交流电压的性质分为恒频恒压正弦波逆变电路、方波逆变电路、变频变压逆变电路和高频脉冲电压逆变电路。
●按主电路中所用的开关器件的换流方式分为硬开关逆变电路、负载换流逆变电路和准谐振逆变电路。
2.2.2逆变电路中器件的换流方式◆器件换流:利用全控型器件的自关断能力进行换流的方式称为器件换流。
◆电网换流:由电网提供换流电压的称为电网换流。
◆负载换流:由负载提供换流电压的称为负载换流。
◆强迫换流:用附加电容上所存储的能量来实现的称为强迫换流。
2.3 电压型逆变电路逆变电路按直流电源性质分为两种:电压型逆变电路或电压源型逆变电路,电流型逆变电路或电流源型逆变电路。
图3-3电路的具体实现。
图3-3 电压型逆变电路举例(全桥逆变电路)电压型逆变电路的特点:(1) 直流侧为电压源或并联大电容,直流侧电压基本无脉动。
(2) 输出电压为矩形波,并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
(3) 阻感负载时需提供无功。
直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管(1)单相电压型逆变电路1、半桥逆变电路电路结构:见图3-4工作原理:V 1和V2栅极信号各半周正偏、半周反偏,互补。
uo为矩形波,幅值为Um=Ud/2,i o 波形随负载而异,感性负载时,图5-6b,V1或V2通时,io和uo同方向,直流侧向负载提供能量,VD1或VD2通时,io和uo反向,电感中贮能向直流侧反馈,VD1、VD2称为反馈二极管,还使io连续,又称续流二极管.图3-4 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形优点:简单,使用器件少缺点:交流电压幅值Ud/2,直流侧需两电容器串联,要控制两者电压均衡,用于几kW以下的小功率逆变电源。
单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。
2、全桥逆变电路电路结构及工作情况:图3-3,两个半桥电路的组合。
1和4一对,2和3另一对,成对桥臂同时导通,交替各导通180°。
uo 波形同图3-4b。
半桥电路的uo,幅值高出一倍Um=Ud。
i o 波形和图3-4b中的io相同,幅值增加一倍,单相逆变电路中应用最多的。
输出电压定量分析uo成傅里叶级数基波幅值基波有效值uo为正负各180º时,要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现。
移相调压方式(图3-5)。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压,称为移相调压。
各栅极信号为180º正偏,180º反偏,且V1和V2互补,V3和V4互补关系不变。
V3的基极信号只比V1落后q ( 0<q <180º),V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180º-q,uo成为正负各为q 的脉冲,改变q 即可调节输出电压有效值。
图3-5 单相全桥逆变电路的移相调压方式(2)三相电压型逆变电路三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路。
应用最广的是三相桥式逆变电路可看成由三个半桥逆变电路组成。
180°导电方式:每桥臂导电180º,同一相上下两臂交替导电,各相开始导电的角度差120º,任一瞬间有三个桥臂同时导通,每次换流都是在同一相上下两臂之间进行,也称为纵向换流。
图3-6 三相电压型桥式逆变电路当三相逆变器按120 ︒导通方式工作时,其输出电压波形如图3-7所示,与前面相反,这里相电压为矩形波,而线电压为六阶梯波。
对180︒导通方式和120︒导通方式进行比较可知:在120︒方式中,上下两管之间有60︒的间隙,对换流的安全有利,但是管子的利用率较低,并且若电机采用星形接法,则始终有一相绕组断开,在换流时会引起较高的感应电势,应采取过电压保护措施。