逆变器仿真结果分析
新型太阳能光伏并网逆变器仿真分析
《自动化与仪器仪表》2011年第2期(总第154期)71新型太阳能光伏并网逆变器仿真分析*潘 建(淮阴师范学院物理与电子电气工程学院 江苏淮安,223001)摘 要:介绍并分析一种新型太阳能光伏并网逆变器的拓扑结构及其工作原理。
为改善输出波形质量,减少并网电流谐波,该新型逆变器省略传统逆变桥臂的死区设定,通过控制逆变桥臂的直通矢量占空比实现光伏阵列输出电压的升压功能。
利用MATLAB软件对逆变器控制模式进行仿真,仿真结果证明理论分析的正确性和有效性。
关键字:光伏并网;直通矢量;占空比Abstract: The topology structure and the operating principle of a new type of grid-connected photovoltaic inverter is introduced.The deadtime setting of bridge arm is elided which decreases the grid-connected current harmonics and improves the quality of output waveforms. The boost function of output voltage of the photovoltaic arrays is achieved by controlling the through vector duty ratio of bridge arm. The system is simulated in MA TLAB, and the waves of simulation accord with the theoretical analysis.Key words: Grid-connected photovoltaic ; Through vector ; Duty ratio中图分类号:TK513 文献标识码:B 文章编号:1001-9227(2011)02-0071-030 前 言进入21世纪,太阳能光伏发电技术得到了持续的发展,户用光伏并网发电已经成为太阳能利用的主要方式之一[1]。
大功率低压逆变器功率部分热仿真分析
ELECTRIC DRIVE2024Vol.54No.3电气传动2024年第54卷第3期大功率低压逆变器功率部分热仿真分析王玉博1,2,安洋1,2,邱书明1,2,高卓轩1,2,孙福润1(1.天津电气科学研究院有限公司,天津300180;2.天津天传电气传动有限公司,天津300301)摘要:逆变器产品一直向更高功率密度、结构更紧凑的方向发展。
为提升有限结构空间内逆变器系统的功率密度,在研发过程中需要经常制作若干样机并开展大量实验。
为缩短开发周期,降低样机制作数量和实验次数,提出一种针对逆变器功率部分的热仿真方法。
通过该方法,可在研发设计阶段将各个方案的系统稳态温升情况以及核心器件的温升情况通过仿真呈现出来,无需制作样机和开展实验也能对比出各个方案的优劣。
最后,实验结果证实热仿真分析方法对热系统散热能力的预估相对准确。
通过该方法,可以有效提高工程师在功率单元设计阶段对系统热特性的把控能力,快速对比不同系统散热方案的优劣,减少样机数量和实验次数,提高一次设计合格率,降低研发成本。
关键词:大功率;功率部分;热仿真中图分类号:TM921文献标识码:A DOI:10.19457/j.1001-2095.dqcd25374Thermal Simulation Analysis of Power Unit of High Power InverterWANG Yubo1,2,AN Yang1,2,QIU Shuming1,2,GAO Zhuoxuan1,2,SUN Furun1(1.Tianjin Research Institute of Electric Science Co.,Ltd.,Tianjin300180,China;2.Tianjin Tianchuan Electric Drive Co.,Ltd.,Tianjin300301,China)Abstract:Inverter products have been developing towards higher power density and more compact structure.To enhance the power density of inverter systems within a limited structural space,several prototypes need to be made and a large number of experiments conducted during the research and development process.To shorten the development cycle and reduce the number of prototypes and experiments,a thermal simulation method was proposed for the power unit of the inverter.Through this method,the system steady-state temperature rise of each scheme and the temperature rise of core components can be simulated during the research and development stage.It is possible to compare the advantages and disadvantages of different schemes without making prototypes or conducting experiments.Experimental results verify that the thermal simulation method has relatively accurate prediction of the cooling capacity of the thermal system.This method can effectively improve engineers'ability to control system thermal characteristics during the power unit design stage,quickly compare the advantages and disadvantages of different cooling solutions.It can also reduce the number of prototypes and experimental times,increase the first-time design yield,and reduce research and development costs.Key words:high power;power unit;thermal simulation交流电机和交流传动系统以其能耗较低、效率高、维护成本低等特点,近年来逐步在冶金领域,尤其是普碳钢、不锈钢以及有色金属领域广泛应用。
逆变器仿真
2仿真结果
(a)R=100ΩL=1H(b)R=100ΩL=1mH
图2-2交流电压、电流仿真波形m=1,N=6,f=10Hz
(a)m=0.5(b)m=1
图2-3交流电压、电流仿真波形,N=90,f=10Hz,R=100ΩL=100mH
表2 参数m、N对基波电压幅值U1m及其总谐波畸变系数THD的影响
输出频率fx(Hz)mN负载(R=100Ω)THDU1m
16L=1H0.6896 441.6
16L=1mHቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.6894441.6
0.590L=100mH1.395220.5
190L=100mH0.6852441.6
0.5 90 1.396 220.4
1 900.6848 441.9
1 150.692 441.9
1 90 0.687 441.5
分析与讨论:
交流变频技术课程实验报告
实验名称实验2SPWM逆变器仿真
基于MATLAB的SPWM电压型逆变器的仿真与分析
[ 2 】 高峰 , 俞 力 ,张 文安 等 . 基 于作 物 水 分 胁 迫声发 射 技 术的 无 线传 感 器 网络精 量 灌 溉 系统 的初 步研 究 … .农 业 工 程 学
报 , 2 0 0 8 , 2 4 ( 0 1 ) .
能耗 等因素 。在该系统 中,水 分传 感器是用于 信 息搜集 的,其所搜集信 息数据 的准确性将直 接决 定了整个系统运用分析 的真 实可靠 性,是 该技术在 农 田土壤含水率监测 中具有 实用性的 第一 步。因此,在选择传感器 时,要 充分考虑 到农 田的环 境,使得选择 的传感器不会 受到土 壤的腐蚀 ;要充分考虑到农 田所在 的地 区,选 择那些受土 质影 响较小的传感器 ;要充分考虑 到其对土壤含水率 的分辨率,确保传感器感知
2 us 。
下面详 述系 统模 型 中两个 重要 子模 块,
< <上 接 7 8页
术协议的无线通信 则是最佳选择,其不仅应用 范围极为广泛 ,且其 芯片集成度较高 ,可靠性 高,并具有低能耗 的特点 。
3 . 2 - 3 传 感 器 的 选 型
一
个执行 模块 由 1 个T i n y OS程 序 和 多 个 组 件
波。
3三相S P W M 电压型逆变器的建模与仿真
利用 Ma t l a b软 件,在 S i mu l i n k环境 下 的
P o we r S y s t e m仿 真 工 具箱 搭 建 的三相 S P W M 电 压 型 逆 变 器 的 系 统 电 路模 型 。 系 统 主 电 路 实 现 的 是 交 流 .直 流 .交 流
要是由 Z i g b e e来 实现 的 ,并借 助具 有 z i e e 协调 能力 的设备来促使 自身形成一个新 的网络
三电平ARCPI软开关逆变器的仿真及试验分析
( . ro c ryWa nn a e , h n4 0 1 , ia 2No9 38 myi LA, a y 7 0 6 Han n Ch n ; 1 Aifr eEal r i gAc d my Wu a 3 0 9 Chn ; . .2 0Ar nP S n a5 2 1 , ia , ia
船 电技 术 f 控制技术
三 电平 AR P 软 开关逆 变器 C I 的仿 真及 试 验分 析
吕青 闻琦 高嵬 。
( .空 军预 警学 院 ,武 汉 4 0 1 ;2 9 3 0部队装 备部 ,三 亚 5 2 0 ;3海军 工程 大学 电气工 程学 院 ,武 汉 4 0 3 ) 1 3 09 .2 8 7 00 . 3 0 3 摘 要 :介 绍 了辅 助谐 振环 流 极逆 变 电路 ( C I AR P )软开 关 的基本 原 理 ,在 宽幅压 输入 条件 下对 该 结构 的 电路 进行 了仿 真和 试验 研究 ,结 果表 明 AR P 软开 关逆 变 电路 的具有 电压应 力和 电流 应力低 的优 点 。 C I
起 到 了 限制 作 用 。
1 辅 助谐 振环 流极 逆变 电路 简介
R. n kr指 出 :“ 高软 开 关 变 换 器 效 DeDo c e 提 率 的一 个 重 要 条 件 是 ,谐 振 电感 和 谐 振 极 并 联 而
不 是 串 联 于 主 功 率通 道 上 口 , 】 。AR I恰 恰 具备 CP
和 逆 变 器 的 P M 控 制 完 全 独 立 , 主 开 关 管 软 开 W 关 操 作 不 受 负 载 条 件 影 响 ,谐 振 电感 和 主 功 率 通
路分离 ,容 易引入多 电平 电路等几 大优 点,很可
基于Matlab的单相双极性spwm逆变电路仿真报告
基于Matlab的单相双极性spwm 逆变电路仿真报告单相双极性SPWM桥式逆变电路实验报告学院:电气与电子工程班级:xxxxx 姓名:xx一、理论介绍SPWM控制技术是逆变电路中应用最为广泛的PWM型逆变电路技术。
对SPWM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SPWM控制电路的工作原理进行了分析,运用MATLAB中的SIMULINK 模块对电路进行了仿真,给出了最终仿真波形。
SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论: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. (此处采用等面积法)SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值.二、主电路设计分析根据设计要求,采用单相全桥PWM逆变电路,工作方式为单极性PWM方式,开关器件选用IGBT,直流电源电压为200V,电阻电感负载。
设计主电路图如图一所示。
图一单相桥式PWM逆变电路分析:a、主电路采用IGBT作为开关器件的单相桥式电压型逆变电路。
采用负载为阻感负载,工作时V1和V2的通断状态互补,V3和V4的通断状态也互补。
在输出电压u0的正半周,让V1保持通态,V2保持断态,V3和V4交替通断。
当uco>utri,且-uco<utri ,触发VTA+和VTB-导通,输入电源Ud经过VTA+、负载和VTB-构成电流回路,uo=-Ud,电流上升;当uco<utri,使VTA+断开,触发VTA-,但由于是感性负载,电流不能突变,因此负载电流经VDA-和VTB-续流,使VTA-不能导通,uo=0,同时电流下降;当uco>utri,且-uco<utri ,触发VTA+和VTB-导通,输入电源Ud经过VTA+、负载和VTB-构成电流回路,uo=-Ud,电流上升;当-uco>utri,使VTB-断开,触发VTB+,由于是感性负载,电流不能突变,因此负载电流经VTA+和VDB+续流,使VTB+不能导通,uo=0,同时电流下降;直至下一个周期触发VTA+和VTB-导通。
根据SVPWM三相并网逆变器仿真报告
基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告目录1. SVPWM逆变器简介 (1)2. SVPWM逆变器基本原理 (2)2.1. SVPWM调制技术原理 (2)2.2. SVPWM算法实现 (5)3. SVPWM逆变器开环模型 (11)3.1. SVPWM逆变器开环模型建立 (11)3.2. SVPWM逆变器开环模型仿真分析 (14)4. SVPWM逆变器闭环模型 (16)4.1. SVPWM逆变器闭环模型建立 (16)4.2. SVPWM逆变器闭环模型仿真分析 (17)1.SVPWM逆变器简介三电平及多电平空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)法是建立在空间矢量合成概念上的PWM方法。
它以三相正弦交流参考电压用一个旋转的电压矢量来代替,通过这个矢量所在位置附近三个相邻变换器的开关状态矢量,利用伏秒平衡原理对其拟和形成PWM波形。
空间矢量调制方法在大范围调制比内有很好的性能,具有很小的输出谐波含量和较高的电压利用率。
而且这种方法对各种目标的控制相对容易实现。
SVPWM技术源于三相电机调速控制系统。
随着数字化控制手段的发展,在UPS/EPS、变频器等各类三相PWM逆变电源中得到了广泛的应用。
与其他传统PWM技术相比,SVPWM技术有着母线电压利用率高、易于数字化实现、算法灵活便于实现各种优化PWM技术等众多优点。
2. SVPWM 逆变器基本原理2.1. SVPWM 调制技术原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理,即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合,使其平均值与给定电压矢量相等。
在某个时刻,电压矢量旋转到某个区域中,可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。
两个矢量的作用时间可以一次施加,也可以在一个采样周期内分多次施加,这样通过控制各个电压矢量的作用时间,使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转,就可以使逆变器输出近似正弦波电压。
两电平三相PWM电压逆变器MATLAB仿真分析
Three-phase Two-level PWM Converters (discrete)两电平三相PWM电压逆变器1、原理分析如图1,该系统主要由两个独立的电路说明两个两电平三相的PWM电压源逆变器。
每个PWM电压源逆变器输入为一个通过三相变压器二次侧得到的交流电,变压器数据为:1kw,208V/ rms 500 var 60Hz。
电路中所有转换器属于开环控制,其中PWM发生器是属于离散模块的,这个模块可在离散控制模块库中查找。
这两个电路使用相同的直流电压(Vdc = 400V)、载波频率(1080赫兹)、调制指数(m = 0.85)与生成频率(f = 60赫兹)。
采用变压器漏电感和负载电容进行谐波滤波。
这两个电路是:1、三相、两电平转换器(单/三桥臂,六开关器件);2、三相、两级转换器(双/三桥臂,十二开关器件的H型结构)图1 两电平三相PWM电压逆变器仿真图2、参数设置1、通用桥图2 通用桥参数设置如图2,参数分别为:·Number of bridge arms:桥臂数量,可以选择1、2、3相桥臂,构成不同形式的整流器·Snubber resistance Rs(Ohms):缓冲电阻Rs,为消除缓冲电路,可将Rs参数设置为inf。
·Snubber capacitance Cs(F):缓冲电容Cs,单位F,为消除缓冲电路,可将缓冲电容设置为0;为得到纯电阻,可将电容参数设置为inf。
·Resistance Ron(Ohms):晶闸管的内电阻Ron,单位为Ω。
·Forward voltage Vf(V):晶闸管元件的正向管压降Vf和二极管的正向管压降Vfd,单位为V。
·Measurements:测量可以选择5种形式,即None(无)、device voltages (装置电压)、Device currents(装置电流)、UAB UBC UCA UDC(三相线电压与输出平均电压)或All voltages and currents(所有电压电流),选择之后需要通过Multimeter(万用表模块)显示。
三电平逆变器直接转矩控制仿真分析
Ab ta t T a i rn il sr c heb scp cp e,tp lg ,te c n rlp n i l n dt ec nr lsr tg ft etr e—lv i o oo y h o to r cpe,a h o to tae o h h e i y e— e otg n etrd rc o q ec n rlaed s u s di eal lv l ei v re ie t r u o to r ic se n d ti.Th t e tcmo e ft eid cin moo e a t emah mai d lo n u to trr - h
平逆变器由于控制简单 ,控制灵 活,可 以实现 高
性能 的调 速 ,被认 为 是 现 阶段 实 施 D C方 案 的 最 T 优载体 。文 中将 对 三 电平 逆 变 器 直 接 转 矩 控 制 的 基本 原理进 行 分 析并 在 Ma be的 s uik仿 真模 tl a i l m n 块 中进 行 系 统 建 模 ,分 析 三 电平 逆 变 器 直 接 转 矩
维普资讯
电子科技 20 0 8年 第 2 卷 第 2期 1
三 电平 逆 变 器 直 接 转 矩 控 制 仿真 分析
马 晓莉 ,童 军,马一博
( 西安科技 大学 电气与控制工程学 院 ,陕西 西安
逆变器电路实验报告总结
逆变器电路实验报告总结逆变器是一种将直流电能转换成交流电能的电子器件。
逆变器的应用范围广泛,被广泛应用于电力电子、工业自动化、农业、医疗、航空航天等领域。
本次实验以逆变器电路为研究对象,通过构建电路、调试参数,实现从直流到交流的转换。
在实验中,我们首先了解了逆变器的基本工作原理。
逆变器电路由直流输入电源、半桥电路、输出滤波电路、控制电路等部分组成。
直流输入电源提供原始的直流输入信号,半桥电路根据控制信号对直流电压进行转换,输出滤波电路将半桥电路输出的方波滤波为平滑的正弦波信号,控制电路负责产生逆变器所需的各种控制信号。
在实验的过程中,我们按照实验指导书的步骤搭建了逆变器电路,合理选择了元器件的参数。
在调试参数的过程中,我们先后调整了半桥电路的频率、占空比、死区时间等参数,以得到较为稳定的输出电压和频率。
在调试过程中,我们注意到了一些现象和问题,比如频率调整过高会导致输出电压不稳定,占空比调整过大会使输出电压变大等等。
通过不断调整参数,我们最终实现了逆变器电路的正常工作,成功地将直流电能转换成了交流电能。
通过这次实验,我对逆变器电路的工作原理和调试参数有了更深入的了解。
实验中,我不仅亲自搭建了电路,还亲自参与了调试参数的过程,对逆变器电路的各个部分有了更加清晰的认识。
通过实验,我深刻体会到了电子器件的具体应用和重要性,在实践中加深了对课堂知识的理解。
在今后的学习和研究中,我将继续深入学习逆变器电路的相关知识和原理,进一步提高我的实际动手能力和解决问题的能力。
我相信,通过不断地实验和学习,我将更好地理解和掌握逆变器电路的工作原理,进一步提高我的实践能力和创新能力,为电子器件的应用和发展做出更大的贡献。
三相逆变器的分析与仿真
插图清单
引言
最近几十年,世界各国环境压力越来越大,同时传统能源供应越来越吃紧。各国科技人员一边大力研究节能降耗,另一方面也在积极寻求可替代的新能源,诸如太阳能、风能、潮汐能等。这些新能源都有一个共同特点,直接由发电机发出的电能需要一系列转变才能为人类利用。逆变器,在这个转化过程中扮演者很重要的地位。在以往的太阳能发电系统中,电压源型逆变器(VSI)和电流源型逆变器(CSI)获得最广泛的使用。但这两种逆变器在自身原理上都有较大的缺陷,总结为两点,第一,逆变桥需要加入死区时间,使系统输出电压电流畸变增大;第二,输出端电压只能低于或高于输入端电压,当输入电压波动范围大则需另外附加升压或降压环节,降低了系统整体效率。那么SPWM正弦脉冲调制拥有了不同的优点及特点比如说开关频率固定而且它的控制和调节性能是是其他调制技术所不能代替的,需要说明的一点是它能消除电压中的谐波使输出波形中只含固定频率的高次谐波分量。由于SPWM技术的发展和广泛应用,为逆变器的发展也提供了很大的进步空间。本文最后提到的研究对象Z源逆变器是由美国密西根州立大学彭教授提出,能克服传统逆变器的缺点,实现输入电压范围宽、兼具升降压,不需要死区等优点。逆变器的研究逐渐成为电气领域的热点,对于能量的转换具有非常大的现实意义。
学号:
毕业论文(设计)
课题三相逆变器的分析与仿真
学生姓名
院部电气工程学院
专业班级电气工程及其自动化2班
指导教师
二○一四年六月
三相逆变器的分析与仿真
摘要
本文主要介绍三相逆变器和逆变器两种逆变器,分别对两种逆变器进行了原理和各自的作用简单分析。首先提到传统逆变器,在传统逆变器中最典型的就是最常使用到的即电压源型和电流源型逆变器。所谓的逆变器其工作整个过程和最终的输出就是把直流电转变成交流电来作为输出,其中逆变电路和半导体功率集成器件是组成其结构的最主要的两大部分。在逆变器的整个逆变系统中,逆变实现的核心就是逆变电路。一个完整的逆变电路应该包括输入与输出、控制与保护电路等,都是通过半导体开关器件的导通与关断来完成整个逆变系统的工作。SPWM技术成为目前应用最为广泛的PWM技术,三相SPWM逆变器其特点而且是有良好的调节性能、适用性强和更易于控制等优点;三相Z源逆变器克服了传统逆变器的缺点实现输入电压范围宽、兼具升降压,不需要死区等优点,得到良好应用。因此,我们在对逆变器的功能和实现原理的简单研究其意义是很重要的。本文首先从总体原理结构再到部分进行分析,最后用MATLAB进行了原理图绘制和仿真,并对仿真结果进行分析,最后总结收获。
双模式逆变器无缝切换控制策略的仿真分析
( )网侧滤波电感 £是线性 , 2 且不考虑饱和 。 ( )功率开关管 损耗 以电阻 表示 , 3 即实 际 的功率开 关管 可 由理想开关 与损耗 电阻 串联等效表示 。 本 文对逆变器 并网模 式与离 网模式 的控 制方 式均采 用 电压 外环 电流内环的控制方 式 , 二者均实现 了有功与无功 的解耦控 制 方式 , 同点是参考 电压 、 不 电流的产生方式不 同。
王 晓 明 。肖 雯 娟
( 兰州理工大学 电气 工程与信 息工程学院 。 甘肃
兰州
705 ) 30 0
摘
要 :风力发电中 。 为了保证重要负载的不间断供 电及 电网故障时风 电系统 的及 时脱网 , 就需 要使逆变 器能够在离 网与并 网双模式 下平滑切换 。故分别设计了逆变器离 网与并 网模式的控 制策 略, 实现 了离 网运行时重要 负载正常工作 , 网运 行时单位功 率 并 因数并 网 , 在此基础上以减少两种模式切换 过程 中的电压 电流冲击 为 目标 , 了两种模式 的无缝切换方法 , 设计 最后通过仿真 验 证了设计 的正确性和合理性。
O 引 言
风力发电作为一种健康环保的绿色发 电方式 , 独有 的优 以其
势进入了人们的视野 , 并在近几年 内得到 了迅猛 的发 展。而逆变
器作为风能发 电中的核 心部件 已成为研究 的焦点 。 目前 的逆变
器大多为单功能逆变器 , 只能够在离 网模式和并 网模式 两种模式 之一运行 , 事实上 , 在这两种工作模 式之外 , 还存在二者 之间 的过 渡过程 。为了实现顺利并网及对 重要负荷 的不 间断供 电 , 这
关键词 :风力发电 ; 网逆变器 ; 并 双模式 ; 无缝切换 [ 中图分类号 ]T 6 4 [ M1 文献标志码 ]A [ 文章编号 ]10 00—3 8 ( 02 0 03 — 3 8 6 2 1 )4— 0 1 0
三相逆变仿真实验报告
《智能电网》课程学生实验报告实验名称: 三相逆变器simulink仿真姓名:学号:班级:手机:邮箱:同组同学:任课老师:2014年 10 月 9 日目录1实验目的 (3)2实验原理 (3)2.1 仿真电路图设计 (3)3 实验结果 (3)4. 实验中遇到的问题 (5)注:1.硬件可以加入原理图,必要的话可做标记。
2.软件设计需要画出流程图,并附加相应的源代码;3.软件源代码要求加入注解,便于阅读。
4.实验结果分析可以结合实验的体会做深入的讨论。
1实验目的熟悉simulink仿真的基本操作,运用simulink仿真三相逆变电路2实验原理2.1 仿真电路图设计Figure 1仿真电路图如图所示,三相逆变电路主要一个直流电源和六个IGBT组成的六个桥臂构成,通过触发脉冲控制IGBT的通断,在阻感负载(L很大)时可以将直流电压输入转化成交流电流输出。
其中图中IGBT(1、2、3、4、5、6)的触发脉冲的相角差依次相差60°,上下两个桥臂的相角差为180°,这里采用的是阶跃触发。
3 实验结果如图(Figure 1),我们测量了负载每相的电压和电流.在电阻负载下(即L=0)时,三相电压的图像如图Figure 2 电阻负载三相电压在阻感负载下时,三相电流的图像如图:Figure 3 阻感负载时的相电流分析:图像近似于正弦,出现畸变的原因在于L取得不够大,也可能是仿真时的步长太大。
4. 实验中遇到的问题1)在搭建仿真电路时,开始时我没有加powergui,然后运行仿真时报错。
我根据错误提示,加上powergui后simulink就不报错了。
后来我上网搜索原因,发现时simulink中如果使用了powersystem的部件就需要加上powergui。
2)在运行仿真电路时,我发现运行时间T增加的很慢,导致得不到实验结果。
然后我上网搜索解决办法,发现可以通过修改simulink的Solver修改运行的步长。
基于单周控制的单相并网逆变器仿真分析
l h smu aie mo e f r n et r h x e i na e u t s o a h u p t v ’ T f d i v r r sv r mal n i iv r i i l t d l i i v r .T ee p rme tl s l h w t t eo t u es HD o n et e y s l,a dt s n e t s v ogd e r s h t wa ei h —
(ntueo lc ia E gneigad R nw beE eg , he ogsU i r t, i ag4 3 0 , hn ) Istt f etcl n i r n e e a l nry T reG r nv sy Yc n 4 0 2 C i i E r e n e ei h a
Ab ta t o h t d f oa h tv l i o e e e ain o i ge p a e gi r be , n y l o t l sa pi d t e s d i v r s r c :F rt e su y o lrp oo ot cp w rg n rt n sn l— h s r p o lm o ec ce c n r p l t n e t s a o d o wa e oh n —
S m u a i n a a y i fsn l - h s rd i v r e a e n o e c ce c n r l i l to n l ss o i g e p a e g i n e t r b s d o n ・ y l o t o
G O X ejn AO C o g Z OU Xi A u - ,C h n , H n u
mo u ai n wa e lz d,t e c n rlcrui i i pe a d i ha a td n mi o rlr s o s . M alb d l to s ra ie h o to ic t s sm l n t s fs y a c c nto e p n e ta /Si ln ot r s s d t sa - mu ik s f wae wa u e oe t b
UPS逆变器的重复控制器参数的仿真分析
UPS逆变器的重复控制器参数的仿真分析1 引言 在逆变器中,采用SPWM技术,虽然控制方法简单,且易实现,但是同时也带来了很大的谐波成分。
为了使逆变器输出在任何负载下都能够保证很高的精度,降低THD,提高系统的动态响应,一些复杂的控制思想已在逆变器的控制系统中得以应用,如滑模变结构控制、极点配置、模糊控制等。
重复控制策略最初是用于机械运动领域,但近年来其在逆变器中应用的优势越来越受到关注。
这是由于在逆变器中,因非线性负载等众多因素引起的干扰一般都为高频且具有周期性,最终这种性质的干扰将导致输出波形的失真并具有重复性,所以利用重复控制器的特殊性质,能够大大消除输出波形的谐波。
本文通过仿真研究,也进一步证明了利用重复控制技术来抑制谐波,降低THD,效果极佳。
但是关于重复控制器中补偿器的设计,通常采用试凑法,尚未总结出一个普遍规律。
本文试图通过进一步探讨补偿器的选择对误差的收敛精度和收敛速度的影响,总结其设计方案,并通过Matlab仿真证明,给出结论。
2 重复控制器原理及参数选取分析 重复控制器能够特别有效地矫正周期性畸变的输出波形,保证输出波形精确跟踪给定。
仿真中,给定为220V,50Hz的参考波,逆变器未加重复控制器前,输出波形参见图1(由于周期性扰动),加了重复控制器后,稳态时的输出波形参见图2。
经对比,重复控制的优点显而易见。
重复控制器的基本框图参见图3,它是基于控制理论中的内模原理,即如果希望控制系统对某一参考指令实现无静差跟踪,那幺产生该参考指令的模型必须包含在稳定的闭环控制系统内部。
它把当前时刻t0输出与给定的误差e0不仅传到A(见图3),而且记忆下来,过了一个周期T后,把t0+T误差e1与e0相迭加后,传递到控制对象中进行控制,如此反复,即便输出与给定的误差e=0,A处仍有信号。
图3中虚线框中为重复控制器的内模,它实现了误差的记忆功能;N为一个周期内采样的次数,P(z)为逆变器的输出与输入的离散传函,可以通过测绘输出响应曲线获得,或者建立系统状态方程获得;S(z)须自行设计,用来修饰P(z)的参数,它的作用就是在中低频内与P(z)对消,而在高频内使P(z)增益急剧衰减;Q存在于重复控制器的内模之中,它是影响系统稳态精度与误差收敛速度的关键参数,是本文主要讨论的对象;zk是用来弥补系统相位差的一个量。
PWM逆变器Matlab仿真解析汇报
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:题目: PWM逆变器Matlab仿真初始条件:输入110V直流电压;要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、得到输出为220V、50Hz单相交流电;2、采用PWM斩波控制技术;3、建立Matlab仿真模型;4、得到实验结果。
时间安排:课程设计时间为两周,将其分为三个阶段。
第一阶段:复习有关知识,阅读课程设计指导书,搞懂原理,并准备收集设计资料,此阶段约占总时间的20%。
第二阶段:根据设计的技术指标要求选择方案,设计计算。
第三阶段:完成设计和文档整理,约占总时间的40%。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (1)1设计方案的选择与论证 (2)2逆变主电路设计 (2)2.1逆变电路原理及相关概念 (2)2.2逆变电路的方案论证及选择 (3)2.3建立单相桥式逆变电路的S IMULINK的仿真模型 (4)2.3.1模型假设 (4)2.3.2利用MATLAB/Simulink进行电路仿真 (5)3正弦脉宽调制(SPWM)原理及控制方法的SIMULINK仿真 (6)3.1正弦脉冲宽度调制(SPWM)原理 (6)3.2SPWM波的控制方法 (7)3.2.1双极性SPWM控制原理及Simulink仿真 (7)3.2.2单极性SPWM控制原理及Simulink仿真 (9)4升压电路的分析论证及仿真 (10)4.1B OOST电路工作原理 (10)4.2B OOST电路的S IMULINK仿真 (11)5滤波器设计 (12)6 PWM逆变器总体模型 (14)7心得体会 (17)参考文献 (18)PWM逆变器MATLAB仿真摘要随着电力电子技术,计算机技术,自动控制技术的迅速发展,PWM技术得到了迅速发展,SPWM正弦脉宽调制这项技术的特点是原理简单,通用性强,具有开关频率固定,控制和调节性好,能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量,设计简单等一系列有点,是一种比较好的波形改善法。
三电平H桥级联型逆变器仿真复现
三电平H桥级联型逆变器仿真复现综合设计报告指导老师:*****学生:*****学号:1108******1.级联式逆变器介绍:包括2H桥级联和3H 桥级联,把两个两电平半桥逆变器组成的逆变桥作为功率单元进行级联,叫做2H 桥级联;把两个三电平半桥逆变器组成的逆变桥作为功率单元进行级联,叫做3H 桥级联。
2H 桥级联式虽具有控制方法简单、易扩展等优点,但需要的独立直流电源个数多。
而采用3H 桥级联可以克服钳位二极管或钳位电容多、控制困难和需要独立电源个数多的缺点,是一种很有前途的使用方法。
这种级联式3H 桥多电平逆变器适用于中、高压大功率应用场合。
2.仿真软件的选择:由于此仿真主要是对一种控制方法进行验证的,众所周知,matlab在控制方面具有优势,因此可以运用matlab软件仿真。
但是考虑到此控制方法并不是特别复杂且比较简单,因此也可以用PSIM完成。
3.仿真研究的问题:本仿真主要针对三电平H桥级联式逆变器的拓扑结构和控制方式进行复现。
级联个数的不同,对控制方法也有不同的要求,通过PSIM 软件仿真,验证论文中不同级联个数的不同控制方法的正确性和可行性。
4.仿真结果方面:对三电平H桥功率单元验证控制策略是否正确,逆变输出的电压波形和对谐波的分析是否和论文一致;对奇数个三电平H桥级联验证其三角波载波的初相是否为N N /2*1)(-,输出的逆变电压为14out +=N U 、谐波频次主要分布在6K (k 为自然数)对偶数个三电平H 级联方式验证其功率单元间三角波载波移相是否为N /π,输出谐波频次主要分布2K (k 为自然数)。
5采用PSIM 软件对各个控制方法进行仿真复现5.1三电平H 桥功率单元仿真复现主电路图1 功率单元拓扑主电路控制部分电路图图2 控制部分电路图在控制电路中左桥臂的三角载波初相位为α ,右桥臂的三角载波的初相位为α+180,即左、右桥臂的三相载波的初相位相差180°。
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实验结果分析
1.基本分析
当设置载波比N=15,即载波频率fc=750hz时,输出电压电流和输入电流波形如图所示。
电压为一组等幅不等宽的脉冲,电流波形为近似正弦波形。
通过对输出电压的傅里叶分析,由显示器直接显示输出电压基波幅值为310.7V。
将示波器中选择save data to workspace。
双击powergui,在FFT Analysis中设置相关参数后可以看到如下图所示的谐波分析。
由图可以看到,输出电压的基波为50hz,并且只在开关频率和开关频率倍数的附近有谐波产生,并且对称分布,这和理论完全一致。
这样实验就完成了设计任务,使输出电压为220v,频率为50hz。
另一方面,输出电压的THD(总谐波系数Total Harmonic Distortion Factor)=152.02%还是比较大的,在15倍基频出比基波幅值还要大,这显然是不太理想的。
但是好的一面是,经过spwm调制后,输出电压不再含有低次谐波,容易采用一些低通滤波器将高频谐波滤除。
2.改变载波比N
当改变载波比N=49时,输出电压电流和输入电流波形如图所示。
从图中可以看出,输出电压的频率明显增加,电流的波形波动幅度小很多。
输出电压的基波幅值为310.4V,基本保持不变。
从谐波分析可以看出,输出电压的THD指标并没有明显改善,但是最低次谐波为48阶,使得输出谐波更容易滤除了。
这样看来,提高载波比,整体上改善了输出电压的质量,负载电流的正弦度也更好,但必须注意的是,提高载波比意味着提高了开关频率,过高的开关频率会导致系统的开关损耗增加,必须采用软开关技术来加以限制。
3改变调制深度m
在《电力电子技术》中,已经知道:当调制深度m<=1时,输出电压的基波幅值随m 线性变化,U1m=m*Ud .现在首先改变m,使m=0.5,仿真结果如图所示。
可以看到U1m=199.5 进而验证了上面式子的正确性。
改变调制深度,使m=1.5,仿真波形如图所示。
由图可以分析当调制深度大于1,即过调制时,输出电压会出现很长一段时间维持某一种电平的状态,这是由于调制波幅值超狗三角波峰值时,会在多个载波周期内和三角波没有交点,所以开关状态不改变,使得开关频率急剧下降,脉宽不在按正弦规律变化。
如果分析输出电压的谐波,由图可以看出,THD减小了,但是输出电压中已经出现了低次谐波,如3次谐波,并且幅值为15%左右,这样低次谐波是不太容易滤除的,所以过调制的时候降低了输出电压的质量。
另外,从输出电压的基波幅值U1m=468.2V,可以看出,在调制深度m>1后,输出电压不在随m线性变化。
如果我们将m增大到10,仿真结果如图所示。
其输出波形已经和方波逆变电路非常相似了。
从谐波上也可以看出,输出电压的出现大量低次谐波,且按比例衰减。
另外值得注意的是,输出电压基波幅值U1m=508=1.27*400,这说明当调制深度增加的时候,输出电压不会无限增加下去,而是趋近于方波逆的输出值。
3.改变负载
将m=0.778,载波比N=50,将负载电阻改为R=20 ohm,仿真结果如图所示。
从图中可以看出,当负载电阻增大的时候,输出电压基本没什么变化,输出电流的波动变大了,这应该是因为负载电阻增加,导致充放电时间常数(L/R)减小。
同理,减小电感L=2e-4H,也可以得到相似的结果。