PWM逆变器控制电路设计
无源三相PWM逆变器控制电路设计
无源三相PWM逆变器控制电路设计无源三相PWM逆变器的基本原理是通过将直流电源经过逆变器电路转换为交流电源。
逆变器电路通常由三相桥式整流器和逆变器两部分组成。
其中，桥式整流器将直流电源转换为三相交流电压，逆变器部分则通过PWM技术控制输出电压的大小和频率。
在PWM控制中，通过改变逆变器的开关状态和开关频率来控制输出电压的大小和频率。
通常采用三边交换桥输出电路结构，输出电压由六个IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和和六个反并联二极管组成。
控制电路的设计可以分为信号获取和信号处理两个部分。
信号获取部分包括测量输入电流、电压信号以及逆变器输出电流等参数的传感器电路；信号处理部分包括功率电流控制、PWM信号产生等电路。
在无源三相PWM逆变器的控制电路设计中，首先需要进行电路参数的选择和计算。
电路参数包括逆变器电路元件的选型和电压、电流换算公式的推导等。
其次，需要设计适合的信号获取电路，以获取输入输出电流、电压的实时测量值。
常用的测量电路包括霍尔元件、电流互感器等。
然后，对得到的电流、电压信号进行滤波和放大处理，以适应控制系统的要求。
在信号处理部分，需要设计适合的控制算法，来实现对逆变器的控制。
常用的控制算法有电流控制和PWM生成控制。
电流控制包括PI控制、PID控制等，以控制逆变器输出电流的大小。
PWM生成控制则通过改变逆变器的开关状态和频率，来控制输出电压的大小和频率。
常见的PWM控制算法有SPWM（正弦PWM）、SCPWM（三角PWM）等。
此外，还需要进行保护电路的设计，以保证逆变器的安全运行。
常见的保护电路包括过电流保护、过压保护、过温保护等，以防止逆变器的故障和损坏。
综上所述，无源三相PWM逆变器控制电路的设计需要考虑到电路参数的选择和计算、信号获取电路的设计、信号处理和控制算法的选择和设计，以及保护电路的设计等方面。
通过合理的设计，可以实现对逆变器输出电流和电压的精确控制，提高逆变器的工作效率和稳定性。
单相桥式pwm逆变电路实验报告
单相桥式PWM逆变电路实验报告1. 引言在现代电力系统中，逆变器是一种重要的电力电子设备。
逆变器可以将直流电能转换为交流电能，广泛应用于太阳能发电、风力发电、电动车等领域。
本实验旨在通过搭建单相桥式PWM逆变电路，深入了解逆变器的工作原理和性能。
2. 实验原理2.1 单相桥式PWM逆变电路单相桥式PWM逆变电路是一种常见的逆变器拓扑结构。
它由四个开关管和一个负载组成，如图1所示。
其中，开关管可以通过PWM信号控制开关状态，从而实现对输出电压的控制。
2.2 工作原理在单相桥式PWM逆变电路中，通过控制开关管的导通和截止，可以实现对输出电压的控制。
具体工作原理如下：1.当开关管S1和S4导通，S2和S3截止时，电流流经D1和D4，负载得到正半周电压。
2.当开关管S2和S3导通，S1和S4截止时，电流流经D2和D3，负载得到负半周电压。
3.通过调节开关管的导通时间比例，可以实现对输出电压的调节。
2.3 PWM调制技术PWM调制技术是实现对逆变器输出电压调节的关键。
PWM调制技术通过改变开关管的导通时间比例，将输入直流电压转换为一系列脉冲信号，从而实现对输出电压的控制。
常用的PWM调制技术有脉宽调制（PWM）和正弦PWM调制（SPWM）。
3. 实验步骤3.1 实验器材•单相桥式PWM逆变电路实验板•示波器•直流电源•变压器3.2 实验步骤1.搭建实验电路：根据实验板上的连接图，连接单相桥式PWM逆变电路。
2.调节直流电源：将直流电源的输出电压调节为逆变器的输入电压。
3.设置PWM信号：使用示波器生成PWM信号，并通过控制开关管的导通时间比例，调节输出电压的大小。
4.连接负载：将负载接到逆变器的输出端，观察负载的输出情况。
5.调节PWM信号：通过改变PWM信号的频率和占空比，进一步调节输出电压的稳定性和波形质量。
6.记录实验数据：记录不同PWM信号参数下的输出电压和负载情况。
4. 实验结果与分析4.1 输出电压调节根据实验步骤中的操作，我们可以通过调节PWM信号的占空比，实现对输出电压的调节。
三相PWM逆变电源控制系统PID参数设计
三相PWM逆变电源控制系统PID参数设计摘要：针对PWM电源控制系统中PID参数难以确定这一实际问题，提出了根据系统极点配置设计PID参数的方法。
给出了整个系统的结构，分析了采用极点配置方法设计PID控制回路的过程，保证了控制系统具有理想的动态品质。
通过对控制系统仿真验证了该方法的有效性。
关键词： PWM逆变电源；极点配置；PID参数PID控制是最早发展起来的控制策略之一，具有算法简单、易于实现、鲁棒性好且可靠性高等优点，是一种最通用的控制方法，在各种电源控制系统中得到了很好的应用。
对于PID 参数的确定，一般有经验的技术人员会根据以往的调试经验，直接设置控制系统的PID参数，最终通过不断调试来满足要求。
没有经验的多数人选择用仿真的方法预先试出一个较为合适的PID参数，然后在此基础上不断调试。
这两种方法都缺少一定的理论依据，工作量比较大，并且在系统参数变化的情况下，所选的PID参数对系统性能的影响无从得知。
虽然复杂的、非线性系统的数学模型难以确定，但是在前人所做工作的基础上，经过一定的分析和简化，最终可表示成传递函数的形式。
本文将PID控制应用于PWM电源系统中，该系统的传递函数可由零点、极点和增益因子完全确定。
零点和极点的含义是，当复频率取值在零点或极点上时，传递函数取零值或趋向无穷大。
因此，零极点必然和频率响应密切相关。
故通过零极点协调配置的方法，可以达到所期望的响应。
1 PWM逆变电源主电路结构及数学模型图1所示为三相PWM逆变器主电路原理图[1]，Vdc为直流侧电源，C2、C3两个电容为负载提供地线，Rs为IGBT开关的等效电阻，R1和L为输出滤波电感的等效电阻和电感量，C为滤波电容，ik0表示负载电流。
图1粗线所示的一相回路中，采用的PID调节产生一相的调制波，再与三角载波比较产生PWM信号。
由于三相的控制方式与此相同，因此只对一相电路分析。
主电路中功率开关管工作于“开”和“关”两种状态，桥臂中点输出电压Vdc是以Vdc/2为幅值的脉冲电压，Vk(k=a，b，c)是不连续的。
双极性模式PWM逆变电路
电力电子系统计算机仿真题目：双极性模式PWM逆变电路班级：姓名：学号：指导老师：日期：摘要PWM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控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，现在大量应用的逆变电路中绝大部分都是PWM型逆变电路。
本设计为双极性PWM方式下的单相全桥逆变电路，主要包括双极性SPWM控制信号的发生电路和带反并联二极管的IGBT作为开关器件的单相全桥电路。
设计的重点在于运用MATLAB中的SIMULINK建立电路模型，对电路进行仿真，并对仿真结果进行分析，得出系统参数对输出的影响规律。
关键字：双极性PWM控制逆变电路 SIMULINK仿真目录一、主电路工作原理 (3)1.1 PWM控制技术及SPWM波的生成 (3)1.1.1 PWM控制的基本原理 (3)1.1.2 SPWM法的基本原理 (4)1.1.3规则采样法 (4)1.2 单极性和双极性PWM控制逆变电路分析 (5)1.2.1 单极性PWM控制方式 (6)1.2.2 双极性PWM控制方式 (6)二、MATLAB仿真及结论分析 (7)2.1 建立仿真模型 (7)2.1.1 双极性SPWM控制信号的仿真模型 (7)2.1.2 双极性模式PWM逆变电路仿真模型 (10)2.2 双极性模式PWM逆变电路仿真结果及分析 (13)三、PSIM仿真及结论分析 (20)3.1 建立仿真模型 (20)3.2 仿真结果及分析 (21)四、总结与体会 (26)五、参考文献 (27)一、主电路工作原理1.1 PWM控制技术及SPWM波的生成1.1.1 PWM控制的基本原理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控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻，PWM控制技术在逆变电路中的应用也最具代表性。
PWM逆变电路及其控制方法
PWM逆变电路及其控制方法PWM（Pulse Width Modulation）逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。
它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS（不间断电源系统）等领域。
本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。
PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压，使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。
其核心部件是逆变器，通常由开关元件（如功率开关管）和输出变压器组成。
逆变器通过快速开关开关闭合，产生一系列电压脉冲，然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。
PWM逆变电路的控制方法有多种，常见的包括：固定频率脉宽调制（Fixed Frequency Pulse Width Modulation，FFPWM）、固定频率电压脉宽调制（Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation，CFVPWM）、固定频率电流脉宽调制（Constant Frequency Current Pulse Width Modulation，CFCPWM）以及多重脉冲脉宽调制（Multiple Pulse Width Modulation，MPWM）等。
固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一，其特点是输出频率和开关频率固定，可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。
固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节，通过反馈控制使输出电压达到设定值。
固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节，通过反馈控制使输出电流达到设定值。
多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期，通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。
1.电力电子逆变器：将直流电能转换为交流电能。
通过控制PWM逆变电路的开关元件，可以实现交流电压的频率和幅值的调节，广泛应用于电力系统、电动机驱动器及电力调速系统等。
dcdc pwm控制电路的设计
DCDC PWM控制电路的设计一、概述DCDC PWM控制电路是一种常用的电子控制系统，用于将直流电源转换为可变电压和可变频率的电源。
它在各种电子设备中广泛应用，如无线终端充电器、电动汽车、太阳能逆变器等。
在本文中，我们将讨论DCDC PWM控制电路的设计原理和方法。
二、DCDC PWM控制电路的工作原理DCDC PWM控制电路主要由三部分组成：输入滤波器、PWM控制器和输出滤波器。
其中输入滤波器用于滤除输入电源中的噪声和干扰，保证输入电源的稳定性；PWM控制器通过对开关管的控制，调节输入电源的电压和频率；输出滤波器用于滤除PWM控制器产生的高频噪声，保证输出电源的稳定性。
PWM控制器的工作原理是通过对开关管的控制，实现对输入电源的调节。
当需要提高输出电压时，PWM控制器会增大开关管的导通时间，从而增加输入电压；当需要降低输出电压时，PWM控制器会减小开关管的导通时间，从而减小输入电压。
通过不断调节开关管的导通时间，PWM控制器可以实现对输出电压的精确控制。
三、DCDC PWM控制电路的设计要点1. 选择合适的开关管在设计DCDC PWM控制电路时，选择合适的开关管是非常重要的。
开关管的导通电阻和关断电压会直接影响到电路的效率和稳定性。
一般来说，导通电阻越小、关断电压越小的开关管，电路的效率和稳定性就越好。
2. 选择合适的PWM控制器PWM控制器是DCDC PWM控制电路的核心部分，它的性能直接影响到整个电路的稳定性和可靠性。
在选择PWM控制器时，需要考虑输入电压范围、输出电压范围、最大负载功率等参数，并根据实际需求进行选择。
3. 合理设计输入滤波器和输出滤波器输入滤波器和输出滤波器在DCDC PWM控制电路中起着重要作用，它们可以有效地滤除电源中的噪声和干扰，保证电路的稳定性。
在设计输入滤波器和输出滤波器时，需要考虑到电路的工作频率、负载功率、输出波形的纹波等因素，并进行合理的设计。
4. 合理设计反馈回路反馈回路是DCDC PWM控制电路中的重要组成部分，它可以实现对输出电压的精确控制。
单相桥式PWM逆变器的设计
单相桥式PWM逆变器的设计单相桥式PWM逆变器是一种常用的电力电子设备，它可以将直流电能转换为交流电能，并通过改变开关器件的开关频率和占空比来实现对输出波形的精确控制。
本文将重点介绍单相桥式PWM逆变器的设计原理、拓扑结构、工作原理以及在实际应用中所遇到的问题及其对策。
一、设计原理单相桥式PWM逆变器的设计基于电力电子技术和控制理论。
其原理是通过开关器件（如晶体管、IGBT等）控制直流侧电压的切换来实现交流输出的电压和频率的控制。
通过调整开关器件的开通和关断时间，可以控制输出波形的形状和振幅。
采用PWM控制策略可以提高输出电压的质量和变换效率。
二、拓扑结构三、工作原理单相桥式PWM逆变器的工作原理是通过控制开关器件的通断，将直流电压切换成一个周期内的脉冲电压，再通过滤波器将其转换为纯正弦交流电压。
在每个半周期内，开关器件的导通和关断时间通过PWM控制器控制，以实现对输出电压的控制。
PWM控制器会根据输入信号和控制策略生成一个PWM信号，通过调整占空比和频率来控制开关器件的工作状态。
四、问题及对策1.开关器件损耗问题：由于开关器件的通断过程会产生较大的功率损耗，需要根据负载情况选择合适的开关器件，并采取散热措施来降低温度。
2.滤波器设计问题：为了获得稳定的输出电压，滤波器的设计需要考虑逆变器的输出频率和负载情况，以提高输出电压的纯度和防止谐波。
3.控制策略问题：逆变器的控制策略需要根据负载类型和要求来选择，如开关频率和占空比调整方式等。
4.过电压和过电流保护问题：逆变器应该设置过电压和过电流保护装置，以防止故障引起的损坏和安全问题。
5.电磁干扰问题：逆变器的高频开关过程会产生电磁干扰，应采取屏蔽措施来降低干扰。
总结：单相桥式PWM逆变器的设计需要考虑拓扑结构、工作原理和控制策略等方面的问题。
通过合理的选择开关器件、滤波器设计、控制策略和保护措施，可以得到高质量、高效率的逆变器输出。
然而，设计过程中还需要考虑如开关器件损耗、滤波器的合理性、控制策略的优化和电磁干扰问题等，并采取相应的对策来解决这些问题，以保证逆变器的正常工作和高效率输出。
PWM逆变电路及其控制方法
PWM逆变电路及其控制方法PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。
它通过以一定的频率和变化占空比的脉冲宽度调制信号，使得输入的直流电压经过逆变器变换后，输出成为一定频率和幅值可调的交流电压。
PWM逆变电路主要用于交流传动，太阳能发电系统，UPS等领域。
PWM逆变电路的基本结构包括直流输入电源、逆变器和输出滤波电路。
其中，直流输入电源将直流电压提供给逆变器，逆变器利用PWM技术将直流电压转换为交流电压，输出滤波电路对逆变器输出的脉冲波进行滤波，得到平滑的交流电压输出。
脉宽调制控制是最常用的PWM逆变电路控制方法。
它通过改变逆变器输入脉冲信号的占空比，控制逆变器输出交流电压的幅值。
具体实现方法是利用比较器将一个三角波信号与一个参考电压进行比较，产生一个PWM波形信号。
这个PWM波形信号的脉宽由比较器输出的高低电平确定，通过改变三角波信号的频率和参考电压的大小，可以改变脉冲宽度从而控制逆变器输出电压的幅值。
频率调制控制是通过改变逆变器输入脉冲信号的频率，控制逆变器输出交流电压的频率。
与脉宽调制控制不同，频率调制控制中，逆变器输出的脉冲宽度保持不变。
具体实现方法是通过改变比较器的阈值电压，或者改变三角波信号的频率，从而改变逆变器输出信号的频率。
值得注意的是，PWM逆变电路的控制方法还可以根据需要，对脉宽调制控制和频率调制控制进行组合，以实现更复杂的控制策略。
总结起来，PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其控制方法主要有脉宽调制控制和频率调制控制两种。
通过调整脉宽和频率，可以实现对逆变器输出交流电压幅值和频率的精确控制。
三相pwm电压型逆变器毕业设计正文
摘要近年来，一些清洁高效的能源，如太阳能，风能，地热，核能等得到了较为广泛的应用和关注，其发电系统产生的是直流电流和电压，而许多负载都使用交流电，因此需要通过逆变器把直流电变成交流电。
随着这些新能源发电系统的日益推广，逆变器的使用也越来越多。
如何获得高质量的电流成为研究的焦点。
由于对高频谐波的抑制效果明显好于L型滤波器，因此LCL滤波器在并网逆变器中应用越来越广泛，与传统的L滤波器相比，LCL滤波器可以降低电感量，提高系统动态性能，降低成本，在中大功率应用场合，其优势更为明显。
文章首先对PWM 逆变器的工作原理做了详细的介绍，并对基于LCL的滤波器，在ABC 静止坐标系，αβ静止坐标系和dq 旋转坐标系中建立了数学模型。
其次，文章讨论了LCL 滤波器的参数设计方法，给出了系统LCL 滤波器参数的设计步骤。
最后，在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上，给出了设计实例，并对所设计的逆变器进行了仿真验证，结果表明，根据该方案设计的控制器参数能够使三相并网逆变器安全、可靠运行且具有较快的动态响应速度。
关键词：并网逆变器LCL滤波器有源阻尼无源阻尼，双闭环控制AbstractIn recent years, clean and efficient energy sources, such as solar energy, wind energy, geothermal energy, nuclear energy has been widely used and has gained widespread attention .The power system produce the DC current and voltage, and many are using the AC load, it need inverter into alternating current to direct current. With the increasing promotion of photovoltaic power generation systems, the use of inverters is more and more. How to get a high quality of the current becomes the focus of research.Because of the inhibitory effect of high frequency harmonics is better than L-type filter, the LCL filter grid inverter is widely applied, compared with the traditional L-filter, LCL filter can reduce the inductance improve the system dynamic performance, reduce costs, in the high-power applications, its advantages more apparent.This paper analyzes the high frequency PWM inverter principle, and then presents a three-phase ABC coordinates and dq coordinate system on the mathematical model of LCL-filter configuration.Secondly, the article discusses the LCL filter design parameters; parameters of the system are given LCL filter design steps.Finally, each component in detail the principles and calculation steps of the value based on the design example is given, and the design of the LCL filter simulation results show that, according to the design of the controller parameters can make three-phase inverter with safe, reliable operation and has a fast dynamic response speed.Key words: Grid-connected inverter，LCL filter，Active damping, passive damping，Double closed loop control目录摘要................................................. . (I)Abstract .............................................. .. (II)目录................................................ .. (IV)1. 绪论.............................................. . (1)1.1微电网的提出和发展 (1)1.1.1微电网提出的背景和研究意义 (1)1.1.2微电网的定义 (2)1.1.3国内外应用研究现状 (2)1.2 逆变器的研究现状 (3)1.2.1三相电压型PWM逆变器的产生背景 (3)1.2.2 PWM逆变器的研究现状 (4)1.2.3基于LCL滤波的PWM逆变器的研究现状 (6)2. PWM逆变器的原理及数学模型...................... (11)2.1并网逆变器的分类及拓扑结构 (11)2.1.1逆变器的作用 (11)2.1.2逆变器的分类 (11)2.1.3并网逆变器的拓扑结构 (12)2.2 逆变器的工作原理 (14)2.3 基于LCL滤波器的PWM逆变器数学模型 (16)2.4 锁相环节的工作原理 (22)2.5 逆变器的SPWM调制方式分析 (23)3. LCL滤波器和控制系统的设计 (27)3.1 LCL滤波器的参数设计 (27)3.1.1 L，LC，LCL滤波器的比较 (27)3.1.2 LCL滤波器的选定 (29)3.1.3 LCL滤波器数学模型及波特图分析 (29)3.1.4 LCL滤波器的谐振抑制方法 (33)3.1.5 滤波器参数变化对滤波性能的影响 (33)3.1.6 滤波器参数设计的约束条件 (34)3.1.7 滤波器参数的设计步骤 (35)3.2并网逆变器控制方案的确定 (35)3.2.1 基于无源阻尼的单电流环控制方案的设计 (37)3.2.2 基于双环控制网侧电感电流外环控制器的设计 (39)3.2.3 基于双环控制电容电流内环控制器的设计 (39)4. 系统参数设计及仿真验证............................. (41)4.1 系统参数设计 (41)4.2 有源阻尼双闭环控制仿真分析 (32)4.3 无源阻尼单环控制仿真分析.......。
无源三相PWM逆变器控制电路设计
目录第一章：课程设计的目的及要求 (2)第二章整流电路 (5)第三章逆变电路 (9)第四章 PWM逆变电路的工作原理 (11)第五章三相正弦交流电源发生器 (14)第六章三角波发生器 (15)第七章比较电路 (16)第八章死区生成电路 (18)第九章驱动电路 (20)附录参考文献课程设计的心得体会第一章：课程设计的目的及要求一、课程设计的目的通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的要求1. 自立题目题目：无源三相PWM逆变器控制电路设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其它电力电子装置设计，如开关电源、镇流器、UPS电源等，②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。
首先要明确自己课程设计的设计内容。
控制框图设计装置（或电路）的主要技术数据主要技术数据输入交流电源：三相380V，f=50Hz交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流：电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH 设计内容：整流电路的设计和参数选择滤波电容参数选择三相逆变主电路的设计和参数选择IGBT电流、电压额定的选择三相SPWM驱动电路的设计画出完整的主电路原理图和控制电路原理图2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。
主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。
课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。
第章PWM逆变器控制技术
PWM逆变器控制技术简介PWM逆变器是一种基于现代电力电子技术的调制器，它用直流电源来驱动交流电机等交流负载。
PWM逆变器的基本原理是采用可逆变器将直流电能转换成交流电能，并通过强制控制逆变电压和电流波形实现输出交流电能的调节。
PWM逆变器控制技术是实现PWM逆变器中电压和电流波形控制的关键。
其主要包括基于模拟电路的控制技术和基于数字信号处理器（DSP）的控制技术两种。
基于模拟电路的控制技术基于模拟电路的PWM逆变器控制技术主要是设计PWM逆变器模块的控制电路。
该模块包括直流母线电压检测模块、三相桥式逆变器驱动模块、输出滤波器模块和逆变保护模块等。
其中，直流母线电压检测模块用来检测逆变器所需的直流母线电压；三相桥式逆变器驱动模块负责将直流母线电压转换成交流电压；输出滤波器模块用于对交流电压进行滤波处理，降低输出电压的噪声和杂波；逆变保护模块用于对逆变器进行过流、过温、过压、欠压等的保护。
基于模拟电路的PWM逆变器控制技术具有控制精度高、反应速度快等优点，但是电路复杂度高，稳定性较差。
基于数字信号处理器的控制技术基于数字信号处理器的PWM逆变器控制技术主要是基于现代信息技术和数字信号处理器的技术来实现PWM逆变器的电压和电流波形控制。
它可以通过控制DSP硬件平台或通过软件仿真实现。
该技术的优点是：可通过数字控制实现高度准确的波形控制和滤波功能，提高了逆变器的控制精度；DSP系统具有灵活性，可以实现各种传感器和控制策略的接口控制；DSP系统可通过程序算法进行修正，提高了系统稳定性和抗干扰性。
基于数字信号处理器的PWM逆变器控制技术已经得到广泛应用，尤其是在高档电力电子产品中，如交流电机驱动器、UPS电源、变频空调等。
PWM逆变器控制技术的应用PWM逆变器控制技术已广泛应用于各种电力电子产品中。
以下是其主要应用领域：交流电机驱动器交流电机驱动器是目前应用最广泛的PWM逆变器控制技术之一。
它是通过PWM逆变器实现对电机控制电压、频率等参数的调节，可以实现电机转速的可控，使得电动机具有更好的动态响应和启动能力。
单相PWM逆变电路课程设计
电力电子技术课程设计题目：设计一个电压型spwm控制的负载性负载逆变电路姓名：学号：院系：班级：指导老师：日期：目录一前言1.1 电力电子简介 (2)1.2 课题目的 (3)1.3 课题内容及要求 (3)1.4 课题意义 (3)二单相桥式逆变电路2.1 电压型逆变电路 (4)2.2 电流型逆变电路 (6)三单相桥式PWM逆变主电路设计3.1 逆变控制电路的设计 (9)3.2 正弦波输出变压变频电源调制方式 (11)3. 3种调制方式下逆变器输出电压谐波分析 (13)四驱动和保护电路的设计4.1 过电流保护 (14)4.2 驱动电路的设计 (14)五使用的元件 (16)六仿真实验 (19)七心得体会 (24)八参考文献 (24)一前言1.1 电力电子简介随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。
对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。
因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。
电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。
目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。
IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。
它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。
尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外绝缘材料的缺陷也是一个问题。
电力电子技术-PWM型逆变电路的控制方法
直流－交流变换器(3)
4.5.1 PWM逆变电路的控制信号的产生方法
z 计算法
根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算PWM波各脉冲宽 度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM 波形。
本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要 变化。
z
调制法
在调制信号ur 和载波信号uc的交点时刻控制器件的通断，在负载上调
制出期望的信号。
直流－交流变换器(3)
1. 调制法
可采取单极性调制(载波为单极 性），也可采用双极性调制(载 波为双极性）。
由于对开关器件通断控制的规 律不同，它们的输出波形也有 较大的差别。
u uc ur
O
ωt
Uudo
uo uof
O
ωt
-Ud
单极性PWM控制方式波形
u
ur uc
O
ω
uo
uof uo
Ud
确定a1的值，再令两个 不同的 an=0(n=3,5…)， 就可建三个方程，求得
α1、α2和α3 。
O a1
a2 a3
π
2π
ωt
-Ud
特定谐波消去法的输出PWM波形
直流－交流变换器(3)
消去两种特定频率的谐波 在三相对称电路的线电压中，相电压所含的3次谐波相互抵消。 可考虑消去5次和7次谐波，得如下联立方程：
给定a1，解方程可得α1、α2和α3。a1变，α1、α2和α3也相应改变。
直流－交流变换器(3)
一般在输出电压半周期内，器件通、断各k次，考虑到PWM波四分之一周
期对称，k个开关时刻可控，除用一个自由度控制基波幅值外，可消去k－1
个频率的特定谐波。 k的取值越大，开关时刻的计算越复杂。 除计算法和调制法外，还有跟踪控制方法，在下一讲学习。
三相PWM逆变器的设计
三相PWM逆变器的设计三相PWM逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，具有高效率、低失真、输出电压可调等特点，在工业领域中应用广泛。
设计一个三相PWM逆变器涉及到电路拓扑结构、电路参数选择、控制策略等多个方面。
以下是一个基础的三相PWM逆变器设计的详细步骤。
1.三相桥式逆变器拓扑选择三相桥式逆变器是最常用的逆变器拓扑，由6个功率开关器件组成，可以实现全桥或半桥逆变。
全桥逆变器的输出电压质量接近正弦波，但需要更多的功率开关器件；半桥逆变器只需要3个功率开关器件，但输出电压质量稍差。
根据实际应用需求和成本限制，选择适合的拓扑结构。
2.电路参数选择根据输出功率和频率要求，选择合适的功率开关器件。
常见的功率开关器件有IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
考虑到功率开关器件的导通压降、开关速度、热稳定性、价格等因素，选择适应需求的器件。
3.控制策略选择PWM（脉宽调制）是实现三相逆变器输出的常用控制策略。
常见的PWM控制策略有SPWM（正弦脉宽调制）、SVPWM（空间矢量脉宽调制）等。
SPWM控制策略简单易实现，但需要大量的计算和存储器件；SVPWM控制策略计算复杂度更低，输出电压质量更高。
根据实际需求选择合适的控制策略。
4.电路设计根据逆变器的拓扑结构和控制策略，设计逆变器的详细电路图。
包括功率开关器件的连线方式、驱动电路的设计、滤波电路的设计等。
电路设计时需要根据功率开关器件的参数和电源电压进行合理的限流和保护设计，确保逆变器的可靠性和安全性。
5.控制器设计根据控制策略设计逆变器的控制器。
控制器可以采用单片机、DSP（数字信号处理器）、FPGA（可编程门阵列）等实现。
控制器的主要任务是通过PWM控制信号控制功率开关器件的导通和断开，实现逆变器输出电压的调节和控制。
6.仿真验证和实验验证使用电子电路仿真软件（如PSIM、Simplorer）对设计的三相PWM逆变器进行仿真验证。
三相桥式PWM逆变电路设计
三相桥式PWM逆变电路设计一、设计原理三相桥式PWM逆变电路主要由桥式整流器、滤波器和逆变器三部分组成。
首先，桥式整流器将输入的交流电源转换为直流电源，然后通过滤波器对直流电进行滤波，使其变为平滑的直流信号。
最后，逆变器将平滑的直流信号通过逆变操作转换为所需的交流输出信号。
在逆变过程中，PWM技术（脉冲宽度调制）被应用于控制逆变器开关管的开关动态。
PWM技术通过调整开关管的导通时间和非导通时间，控制输出波形的频率和幅值，从而实现对输出电压的精确控制。
脉冲宽度与输出电压大小成正比，因此可以通过改变脉冲宽度比例来调节输出电压的大小。
二、关键步骤1.选择合适的开关管：逆变电路中使用的开关管需要能够承受高电压和高电流，并具有快速开关速度和低开关损耗。
常用的开关管有IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等。
2.确定工作频率：逆变器的工作频率决定了逆变器的输出波形的周期。
工作频率一般选取在几KHz到几十KHz之间。
3.设计PWM控制电路：通过选择合适的控制器（如DSP、FPGA或微控制器）和编程，实现对逆变电路的脉冲宽度调制控制。
根据输出电压的需求和开关管的性能参数，计算脉冲宽度的比例关系。
4.设计滤波器：滤波器的作用是将逆变器输出的脉冲波形平滑为纯正弦波形，以降低输出谐波和滤除高频噪声。
滤波器一般由电感和电容组成，其设计需要根据输出电压的需求和带宽进行计算。
5.功率管的散热设计：功率管在工作过程中会产生热量，需要进行有效的散热设计，以保证逆变电路的稳定和可靠性。
散热设计主要包括散热器的选择和散热风扇的设计。
6.过流和过压保护：逆变电路需要添加过流和过压保护电路，以防止过载和电路故障对设备和电源的损坏。
三、设计小提示1.合理选择开关管的型号和参数，避免过分浪费和过度损耗。
2.控制器的选择要考虑其计算能力和控制精度，以满足实际需求。
3.设计滤波器时要注意对过多谐波的抑制，以防干扰其他设备的正常运行。
无源三相PWM逆变器控制电路设计
无源三相PWM逆变器控制电路设计无源三相PWM逆变器是一种常用于电力电子领域的逆变器拓扑结构，用于将直流电能转换为三相交流电能。
它具有输出电压质量高、功率密度大、效率高等优点，在工业控制和电力传输领域得到广泛应用。
本文将介绍无源三相PWM逆变器的基本原理和控制电路设计。
无源三相PWM逆变器的基本原理是通过对输入直流电源进行逆变，将直流变为三相交流电。
其核心组成部分是三相桥臂，由六个开关管组成。
具体来说，当开关管导通时，对应的桥臂输出正半周波；当开关管关断时，对应的桥臂输出负半周波。
通过合理地控制开关管的通断，可以实现对输出电压的调节。
对于开关管的控制，一种常见的方式是采用硬开关控制。
即通过控制信号，使得开关管在正半周波和负半周波之间切换。
此外，还可以采用软开关控制，通过逐渐切换开关管的通断状态，使得开关过程更加平滑，减小开关噪声。
对于输出电压的调节，一种常用的方式是采用PWM控制方法。
通过不同的PWM信号，可以控制开关管的通断时间，从而实现对输出电压的精确调节。
具体来说，可以根据需要调节PWM信号的占空比和频率，来控制输出电压的大小和波形。
在设计无源三相PWM逆变器的控制电路时，需要考虑以下几个方面：1.控制电路的可靠性：由于逆变器的开关管需要频繁地进行开关操作，因此控制电路需要具备较高的可靠性，以保证逆变器的正常工作。
2.控制电路的稳定性：控制电路需要稳定地输出PWM信号，并能够适应不同的工况和负载变化，以保证逆变器的输出电压稳定和质量优良。
3.控制电路的精度：控制电路需要能够实现对输出电压的精确调节和控制，以满足不同应用的需求。
综上所述，无源三相PWM逆变器的控制电路设计十分重要。
在设计过程中，需要综合考虑电路的可靠性、稳定性和精度，并根据具体的应用要求选择合适的控制方式和控制策略。
通过合理的设计，可以实现逆变器的性能优化和节能降耗的目标。
三相PWM逆变器的主电路设计
图 １ 系 统 框 图
２ ．１ 整 流 电 路 的 设 计
１ ． １ ． ３ （ Ｐｗ Ｍ ） 逆 变 电路 的特 点 ： 可 以 得 到 相 当 接 近正 弦波 的输 出 电压 和 电流 。 所 以 也 称 为 正 弦 波 脉 宽调 制 Ｓ ＰＷ Ｍ （ Ｓ ｉ ｎ ｕ ｓ ｏ ｉ ｄ ａ ｌ ＰＷ Ｍ ） 。 １ ． １ ． ４ Ｓ Ｐ ＷＭ 控 制 方 式 ： 就 是 对 逆 变 电 路 开 关 器 件 的通 断进 行 控 制 ， 使 输 出 端 得 到 一 系 列 幅 值 相 等 而 宽度 不 等 的脉 冲 ， 用 这 些 脉 冲 来 代 替 正 弦 波 所 需 要 的波形 。 按 一定 的规 则对 各脉 冲的宽 度进 行调 制 ， 既 可改 变逆 变 电路输 出 电压 的大 小 ， 也 可 改 变 输 出 频率 。
关键 词 ： Ｐ ＷＭ ； 逆 变 器 ； 整 流 电路 ； Ｉ ＧＢ Ｔ
中 图分 类 号 ： ＴＭ ４ ６ ４ ． ３ ２
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ Ｏ Ｏ ６ —７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ 一Ｏ ｏ ９ ３ 一Ｏ ２ 过 全 桥 逆 变 电 路 得 到 交 流 输 出 电 压 。 为 保 证 系 统 可 靠运行 ， 防止 主 电路 对控 制 电路 的干 扰 ， 采用 主 、 控 电路完 全隔 离 的方法 ， 即 驱动信 号用 光耦 隔离 ， 反 馈 信 号用 变压器 隔 离 ， 辅 助 电源用 变 压器隔离 。
２ 主 电路 的 设 计
图 ２ 三 相 桥 式 不 可 控 整 流 电路
经 计 算 二 极 管 应 选 择 ＨＦＡ７ Ｏ ＮＨ６ Ｏ额 定 电 压 ６ Ｏ Ｏ Ｖ， 额 定 电流 ７ Ｏ Ａ（ 快 恢 复型 ） 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SPWM逆变器控制电路设计
一、课程设计的目的
通过电力电子计术的课程设计达到以下目的：一个单相
50HZ/220V逆变电源，外部采用：交流到直流再到交流的逆变驱动格式。
在220V/50HZ外电源停电时，蓄电池就逆变供电。
在设计电路时，主要分为正负12V稳压电源到SPWM波发生器（其中载波频率5KHZ）至H逆变电路再到逆变升压变压器再由220V/50HZ输出.
二、课程设计的要求
1注意事项
控制框图
设计装置（或电路）的主要技术数据
主要技术数据
输入直流流电源：
正负12V，f=50Hz
交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流：
电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH
2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术
知识和创造性的思维方式以及创造能力
3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能
力
4.课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说
明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。
报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。
5.课程设计用纸和格式统一
三设计内容：
整流电路的设计和参数选择
滤波电容参数选择
逆变主电路的设计和参数选择
IGBT电流、电压额定的选择
SPWM驱动电路的设计
画出完整的主电路原理图和控制电路原理图
根据要求，整流电路采用二极管整流桥电容滤波电路，其电路图如图2.1所示：
SPWM逆变电路的工作原理
PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变逆变输出频率。
1．PWM控制的基本原理
PWM控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）理论基础: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。
冲量指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同
PWM波形可等效的各种波形，例如：直流斩波电路可以等效直流波形；PWM波可以等效正弦波形；还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM 控制相同，也基于等效面积原理。
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波的方法：⑴正弦半波N等分，可看成N个彼此相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；⑵用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等。
这样就可得到PWM 波形。
由上方法可知各脉冲的幅值相等，而宽度按正弦规律变化。
对于正弦波的负半周，也可用同样的方法得到PWM波形。
像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM波形。
要改变等效输出正弦波幅值时，只要按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。
2．控制方法
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
和u
c
的交点时刻
控制IGBT的通断。
在u
r
的半个周期内三角波载波只在正极性
或负极性一种极性范围内变化，所得到的PWM波形也只在单个
极性范围变化的控制方式称为单极性PWM控制方式。
和单极性PWM控制方式相对应的是双极性控制方式。
采用双极性方式时，
在u
r
的半个周期内，三角波载波不再是单极性的，而是有
正有负，所得的PWM形也是有正有负。
在u
r
的一个周期内，输
出的PWM波只有±U
d
两种电平，而不像单极性控制时还有零电
平。
仍然在调制信号u
r 和载波信号u
c
的交点时刻控制各开关的
通断。
在u
r
的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
驱动电路
由于桥式电压型逆变电路中采用的IJBT管，它在使用的时候需要驱动电路，才能使IGBT管子正常地开通和关断。
IGBT的驱动电路必须具备2个功能：一是实现控制电路与被驱动IGBT栅极的电隔离；二是提供合适的栅极驱动脉冲。
实现电隔离可采用脉冲变压器、微分变压器及光电耦合器。
根据设计要求，采用芯片6N317及其附件组成的驱动电路，
其电路图如图所示：
图。