PWM逆变器Matlab仿真设计
桥式可逆PWM变换器Matlab仿真
适用标准文案作业：桥式可逆 PWM 变换器的主电路由四个 IGBT 构成一个 H 桥，并且每一个 IGBT 上均反并联有电力二极管，电力二极管起到续流的作用采纳以下 2 种方式进行仿真，并进行比较剖析：Simulink 的 SimPowerSystemsOrCAD PSpice要求在文件组中画出详尽的原理图、给出元件的详尽模型和参数、仿真设置参数和仿真结果并进行剖析。
议论分类状况以下：（一）占空比为90％时对系统的剖析;（二）占空比为50％时对系统的剖析;（三）占空比为10％时对系统的剖析;在上边所分的三大类中，每一种又分为三小类。
进而对该系统的剖析尽量达到全面。
三小类为：①电动机所带负载为轻载时的状况；②电动机所带负载为适合负载时的状况；③电动机所带负载为重载时的状况；1、Simulink 的 SimPowerSystems（1）原理图以下列图所示（2）元器件参数设置脉冲发生器：逻辑算符：IGBT ：直流电机参数：直流电机的励磁电压110V ，励磁电流0.5A ，额定转速2400r/min ，负载转矩· m。
（一）、占空比为90％时对系统的剖析;电动机所带负载为轻载时的状况；1、电机的输出电压波形图：2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：电动机所带负载为适合负载时的状况；1、电机的输出电压波形图：2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：电动机所带负载为重载时的状况；1、电机的输出电压波形图：2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：从以上波形图能够看出，当占空比为90％时，电机的输出电压在不一样负载的状况下不受影响。
而转速在不一样的负载下是变化的，轻载时转速略高于额定转速；适合负载时为额定转速；重载时低于额定转速。
电机启动时会产生较大的电枢电流，当转速趋于安稳的时候电枢电流趋近于零。
转矩的变化跟电枢电流近似。
（二）占空比为50％时对系统的剖析;电动机所带负载为轻载时的状况；1、电机的输出电压波形图：2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：电动机所带负载为适合负载时的状况；1、电机的输出电压波形图：2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：电动机所带负载为重载时的状况；1、电机的输出电压波形图：2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：从以上波形图能够看出，当占空比为 50％时，电机的输出电压在不一样负载的状况下不受影响。
基于MATLAB的三相桥式PWM逆变电路的状态空间分析与仿真_本科课程设计论文
在电力电子中把直流电变为交流电称为逆变。逆变电路的应用非常广泛，如在直流电源向负载供电时需要交流电动机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分也是逆变电路。本文重点根据三相电压型PWM整流器的原理和特点，对PWM控制电路进行了相应的分析，在此基础上对PWM电路后面所接的L-C滤波电路和R-L负载电路运用状态空间法建立了模型。最后采用MATLAB7.1软件搭建了相应的仿真平台，取得了较好的仿真结果。
1.2
由于期望的逆变器输出是一个正弦电压波形，可以把一个正弦半波分作N等分。然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等分的中点重合。这样，由N个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形为正弦的半周等效。同样，正弦波的负半周也可用相同的方法来等效。这一系列脉冲波形就是所期望的逆变器输出SPWM波形。由于各脉冲的幅值相等，所以逆变器可由恒定的直流电源供电，也就是说，这种交一直一交变频器中的整流器采用不可控的二极管整流器就可以了。逆变器输出脉冲的幅值就是整流器的输出电压。当逆变器各开关器件都是在理想状态下工作时，驱动相应开关器件的信号也应为与形状相似的一系列脉冲波形，这是很容易推断出来的。从理论上讲，这一系列脉冲波形的宽度可以严格地用计算方法求得，作为控制逆变器中各开关器件通断的依据。但较为实用的办法是引用通信技术中的“调制”这一概念，以所期望的波形(在这里是正弦波)作为调制波(Modulation Wave )，而受它调制的信号称为载波(Carrier Wave )。在SPWM中常用等腰三角波作为载波，因为等腰三角波是上下宽线性对称变化的波形，当它与任何一个光滑的曲线相交时，在交点的时刻控制开关器件的通断，即可得到一组等幅而脉冲宽度正比于该曲线函数值的矩形脉冲，这正是SPWM所需要的结果。从理论上讲，这一系列脉冲波形的宽度可以严格地用计算方法求得，作为控制逆变器中各开关器件通断的依据。
PWM-逆变器设计与仿真
PWM-逆变器设计与仿真摘要随着电力电子技术的不断发展，电力电子技术的各种装置在国民经济各行各业中得到了广泛应用。
从电能转换的观点，电力电子的装置涵盖交流——直流变换、直流——交流变换、直流——直流变换、交流——交流变换。
比如在可控电路直流电动机控制，可变直流电源等方面都得到了广泛的应用,而这些都是以逆变电路为核心。
由于电力电子技术中有关电能的变换与控制过程，内容大多涉及电力电子各种装置的分析与大量的计算、电能变幻的波形分析、测量与绘制等，这些工作特别适合Matlab的使用。
本次设计的题目是基于PWM逆变器的设计与仿真，所以在此次仿真就用的是Matlab软件，建立了基于Matlab的单相桥式SPWM逆变电路,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/simupowersystems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,分别用单极性SPWM和双极性SPWM的动态模型给出了仿真的实例与仿真结果，验证了模型的正确性，并展现了Matlab仿真具有的快捷，灵活，方便，直观的以及Matlab绘制的图形准确、清晰、优美的优点,从而进一步展示了Matlab的优越性。
关键字：PWM逆变器单极性SPWM 双极性SPWM MATLAB仿真目录摘要绪论 (1)第1章 MATLAB软件 (3)1.1软件的介绍 (3)1.2 电力电子电路的Matlab仿真 (4)1.2.1实验系统总体设计 (5)1.2.2电力电子电路Simulink仿真d特点 (5)第2章逆变主电路的方案论证与选择 (6)第3章 PWM逆变器的工作原理 (9)3.1 PWM控制理论基础 (9)3.1.1面积等效原理 (9)3.2 PWM逆变电路及其控制方法 (11)3.2.1计算法……………………………………………………11 3.2.2调制法……………………………………………………11 3.2.3 SPWM控制方式…………………………………………15 第4章单相桥式PWM逆变器的仿真 (18)4.1单相桥式PWM逆变器调制电路的Simulink模型 (18)4.1.1单极性SPWM仿真模型图 (18)4.1.2 双极性SPWM仿真模型图 (19)4.2 仿真参数的设定及仿真图的分析 (19)4.2.1 单极性SPWM的仿真及分析 (19)4.2.2 双极性SPWM仿真及分析 (26)总结 (32)参考文献 (33)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，生产了现在各种高效节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产，交通运输等提供了现代化的高新技术，提高了生产效率和人们的生活质量，使人类社会生活发生了巨大的变化。
两电平三相PWM电压逆变器MATLAB仿真分析
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。
基于matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告
基于matlab 的三相桥式PWM 逆变电路的仿真实验报告一、小组成员指导教师二、实验目的1. 深入理解三相桥式 PWM 逆变电路的工作原理。
2. 使用 simulink 和 simpowersystem 工具箱搭建三相桥式 PWM 逆变电路的仿真框图.3. 观察在 PWM 控制方式下电路输出线电压和负载相电压的波形。
4. 分别改变三角波的频率和正弦波的幅值, 观察电路的频谱图并进行谐波分析。
三、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem五、实验模块介绍BSi∏* WIVt正弦波， 电路常用到的正弦信号模 块，双击图标,在弹出的窗 口中调整相关参数。
其信号 生成方式有两种：Time based 和SamPle based .OKCancelHelPI,J3. E E 示波器，其模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在 一个坐标轴中显示。
2.锯齿波发RePeat ing j t able (mask)OIItPUt 炷 repeating SeQUeTlCe Of niunbers SPeCified Ln a IabIe Of I IJH 亡-ValiL 亡 pairs. VaItLeS □f tiinft ShOUIti be JilorL OtoniCalIy IrLCrea≤in⅛ ・生器，产生一个时基和高度 可调的锯齿波序列。
⅞⅛ SOUrCe BlCCk Parameter^r RePtating SeqUtnCeS-ErqU-⅞-π茜ParaJiieterETinIe ValUftEiFUnCtiOn BloCk P ⅛ramet 亡rm ： RelatianaI OPeratOr 屋Relational OperatorAPPl ie≡ the selected re IatLOIlaI OlPerator to t h.E inpu Ieft ） input 79xreΞpQΓL^ j ζ□ the it st Qp ⅞Eand ・Main Si SnaI Attr ibu ，t e S Kelatianal OPeratclr ：∖-∣ 。
PWM逆变器Matlab仿真设计
PWM逆变器MATLAB仿真1设计方案的选择与论证从题目的要求可知，输入电压为110V直流电，而输出是有效值为220V的交流电，所以这里涉及到一个升压的问题，基于此有两种设计思路第一种是进行DC-DC升压变换再进行逆变，另一种是先进行逆变再进行升压。
除此之外，要得到正弦交流电压还要考虑滤波等问题，所以这两种方案的设计框图分别如下图所示：图1-1方案一：先升压再逆变图1-2方案二：先逆变，再升压方案选择：方案一：采用DC-DC升压斩波电路其可靠性高、响应速度、噪声性能好，效率高，但不适用于升压倍率较高的场合，另外升压斩波电路在初期会产生超调趋势(这一点将在后文予以讨论)，在与后面的逆变电路相连时必须予以考虑，我们可以采用附加控制策略的办法来减小超调量同时达到较短的调节时间，但这将增加逆变器的复杂度和设计成本。
方案二：采用变压器对逆变电路输出的交流电进行升压，这种方法效率一般可达90%以上、可靠性较高、抗输出短路的能力较强，但响应速度较慢，体积大，波形畸变较重。
从以上的分析可以看出两种方案有各自的优缺点，但由于方案二设计较为简便，因此本论文选择方案二作为最终的设计方案，但对于方案一的相关容也会在后文予以讨论。
2逆变主电路设计2.1逆变电路原理及相关概念逆变与整流是相对应的，把直流电变为交流电的过程称为逆变。
根据交流侧是否与交流电网相连可将逆变电路分为有源逆变和无源逆变，在不加说明时，逆变一般指无源逆变，本论文针对的就是无源逆变的情况；根据直流侧是恒流源还是恒压源又将逆变电路分为电压型逆变电路和电流型逆变电路，电压型逆变电路输出电压的波形为方波而电流型逆变电路输出电流波形为方波，由于题目要求对输出电压进行调节，所以本论文只讨论电压型逆变电路；根据输出电压电流的相数又将逆变电路分为单相逆变电路和三相逆变电路，由于题目要求输出单相交流电，所以本论文将只讨论单相逆变电路。
2.2逆变电路的方案论证及选择从上面的讨论可以看出本论文主要讨论单相电压型无源逆变电路，电压型逆变电路的特点除了前文所提及的之外，还有一个特点即开关器件普遍选择全控型器件如IGBT，电力MOSFET等，有三种方案可供选择，下面分别予以讨论：方案一：半桥逆变电路，如下图所示，其特点是有两个桥臂，每个桥臂有一个可控器件和一个反并联二极管组成。
基于PWM逆变器的Simulink仿真
基于 PWM逆变器的 Simulink仿真摘要：在本次设计中，用到MATLAB中的Simulink中的Sim Power Systems工具箱中的电力电子器件进行的仿真，然后通过斩波电路将波形进行优化，即将其幅值增高然后通过逆变将其转换为50赫兹的交流电，在各方面再详细的分析和设计，并且考虑到会出现直流不平衡等方面，通过理论查找以及MATLAB的仿真实验来说明这个方法可以更优方式将输入110V直流转换成220V、50赫兹的单相交流电。
关键词：逆变；MATLAB仿真；PWM控制0 引言晶闸管相控整流电路的I滞后U，而且他的功率角随着触发脉冲的触发时间即触发角的变大而变大,功率因数变低，对电网的运行造成影响。
而利用SPWM正弦脉宽调制技术，可以很好减小对电网的影响，因此研究SPWM正弦脉宽调制意义重大。
1设计方案的论证与选择1.1总体设计思路高频变压器。
将输入的110V直流电压升高,经过逆变过程和滤波电路的转换变成需要的输出。
1.2 直流变直流电路的方法选择及原因方案：直流变直流电路也可以叫做直流斩波电路，他的基本原理是利用直流斩波器，从而实现了直流直流变换，通过相关电力电子器件的快速通断等相关操作，将直流恒定电压进行斩波过程，从而得到想要的脉冲波形，并且可以利用滤波来进一步优化波形，而直流波形的脉冲宽度是可以通过改变电力电子元件的开通与关断的动作频率来调整，从而使得电压以及电流的平均值得到想要的变化，总的来说，直流变直流是将直流电改成另一种可以调整电压与电流均值的直流电。
原因:利用升压斩波电路优点是该电路结构不复杂，而且其相对损失少，并且效率还比较高，并且滤波后还能有效减少了谐波的电流噪声的工作。
1.3逆变电路的方法选择以及原因方法：全桥逆变电路如图所示，这个逆变电路有T1,T2,T3,T4四个开关元件，另T1，T4一起导通，T2,T3一起导通，而且他们一起交替导通，然后将直流的电压改变为峰值为Uin的交流电压，然后进行输入，通过改变占空比，相当于调整了输出电压Uout。
双闭环PWM逆变器的MATLAB仿真
３主 要结 论及支 护建 议
采用 Ｃ Ｏ ＭＳ Ｏ Ｌ Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ 高级数值仿 真软件建立数值模型 ， 对 ３ ． １巷道围岩进行合理及时的锚杆支护后 ， 围岩应力状态将由单向 锚杆对巷道的支护作用进行数值模拟。 模型尺寸取为 ３ ０ ｍ＊ ２ ５ ｍ ， ： ￣道尺 或者二向转变为三 向应力状态。锚杆群作用于围岩形成内部支护结构 寸为 ４ ｘ ３ ｒ ｎ ’ 顶板和两帮锚杆长度为 ２ ． ０ ｍ。边界条件为模型的左右边界 并且在锚杆长度 的一定范围内形成一定承载能力。 施加辊支承 ， 模 型底部施加 固定约束 ， 模型的上表面施加均布载荷 ， 按 ３ ． ２若顺槽开挖后能够得到及时有效合理的的锚杆支护 ， 围岩与锚 埋深 ４ ０ ０ ｍ计算， 边界载荷为 １ ８ ． ９ ＭＰ ａ 。 杆群共同作用 ，随着围岩变形量增加 ，巷道围岩内部的围压将变得很 表 １模型层位表 高， 因此围岩强度降低 的幅度会变小 ， 甚至强度还会有所增加 。 ３ ． ３可以通过改变锚杆锚索的技术参数 ， 来使围岩强度得到有效的 岩性 细砂 岩 煤 煤 页岩 细砂岩 员岩 细 砂岩 提高。使用具有大延伸量 、 高预紧力的锚杆锚索 ， 能够有效的提高巷道 （ 由底至顶） 围岩的稳定性； 对巷道最薄弱部位底角及两帮进行加强支护， 提高其残 厚度（ ｍ） ４ ４ ３ ４ ９ ３ 余强度 ， 增强巷道围岩的整体稳定陛。 ３ ． ４锚杆支护的重点所在是能否与围岩形成内音 潴 构。 该结构的强 设定模型巷道两帮布置三根锚杆 ， 分别对顶部布置 ３根锚杆（ 间排 度和范围 直接影响着支撑能力 。 在巷道 围 岩受到恒定的单 向强度应力 距１ ． ５ ｍ） 和两根锚索（ 间排距 ｌ ｍ） ； 帮锚杆布置 ３ 根锚杆（ 间排距 ０ ． ８ ｍ） 。 时， 单根锚杆的工作阻力参数直接影响着围岩强度 ， 内部结构的强度与 设定锚杆长度为 ２ ｍ， 直径为 ０ ． ０ ２ ｍ， 锚索长度为 ３ ． ５ ｍ， 直径为 ０ ． ０ １ ｍ。 锚杆轴 向上所受的挤压力成正 比；锚杆群的技术参数决定了此结构的 ２ ． ２模拟结果分析 厚度 ， 即锚杆越长减排距越小， 内部支护结构越厚。 得出巷道在锚杆支护作用下的应力分布云图如 图 ２ 。如图 ２ ， 空白 ３ ． ５可以通过提高锚杆长度的中部位置的工作阻力来增强支护强 部分为刚刚开掘的巷道 ， 黑色线段为锚杆锚索。颜色越偏红色， 说明应 度。建 曾 加锚汗＝ 有效长度， 提高锚杆锚杆抗拉强度， 采用全长锚 固。 参考 文献 力值越高。从图中可以看出， 应力的集中点 ， 为巷帮锚杆的 １ ／ ３ 左右处 。 巷道围岩采取合理的、 及时的锚杆支护时 ， 巷道围岩应力会发生重新分 ｆ １ １ 张益 东， 李晋平． 综放锚杆支护巷道顶煤 内部支护结构承载能力探讨 布，进而产生一定量的变形 ，在与锚杆群所形成的内部结构共同作用 叨． 煤炭 学抿 １ ９ ９ ９ ， ２ ４ ． ２ 喉 朝炯． 煤巷锚杆支护口 ． 徐州： 中国矿业大学出版社， １ ９ ９ ９ ． 下 ，巷道围岩内部的围压将变得很高 ，因此围岩强度降低的幅度会变 ｆ
根据matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告
基于matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告一、小组成员指导教师二、实验目的1.深入理解三相桥式PWM逆变电路的工作原理。
2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建三相桥式PWM 逆变电路的仿真框图。
3.观察在PWM控制方式下电路输出线电压和负载相电压的波形。
4.分别改变三角波的频率和正弦波的幅值，观察电路的频谱图并进行谐波分析。
三、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem五、实验模块介绍1. 正弦波，电路常用到的正弦信号模块，双击图标，在弹出的窗口中调整相关参数。
其信号生成方式有两种：Timebased和Sample based。
2. 锯齿波发生器，产生一个时基和高度可调的锯齿波序列。
块可以接受多个输入信号，3. 示波器，其模每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。
4. 关系运算符，<、>、=等运算。
源，提供一个直流电源。
5. 直流电压6. 三相RLC串联电路，电阻、电感、电容串联的三相电路，单位欧姆、亨利、法拉。
7. 电压测量，用于检测电压，使用时并联在被测电路中，相当于电压表的检测棒，其输出端“v”则输出电压信号。
8. 多路测量仪，可以接收该需要测模块的电压、电流或电压电流信号并输出。
9. IGBT/二极管，带续流二极管的IGBT模型.10 为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.六、实验原理三相桥式PWM逆变电路图1-1如下：图1-1三相桥式PWM逆变电路图三相桥式PWM逆变电路波形七、仿真实验内容三相桥式PWM逆变电路仿真框如图1-2所示：图1-2 三相桥式PWM逆变电路仿真框图仿真参数设置如下：三角波参数如图1-3所示：载波频率f=1kHz,周期T=1e-3s,幅值Ur=1V.图1-3三角波参数图正弦波参数，正弦信号A/B/C相位差为120，分别为0、2*pi/3、-2*pi/3，幅值都为1，如图1-4、1-5、1-6所示。
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析本文以MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包为平台，对桥式直流PWM 变换电路进行仿真分析文章对每个电路首先进行原理分析，进而建立相应的仿真模型，经过详细计算确定并设置仿真参数进行仿真，对于每次仿真结果均采用可视化波形图的方式直接输出。
在对仿真结果分析的基础上，不断优化仿真参数，使其最大化再现实际物理过程，并根据各个电路的性能进行参数改变从而观察结果的异同。
标签：SIMULINK；PWM；电路仿真1 桥式直流PWM变换电路简介桥式直流PWM变流器仿真实验是对全控型器件的应用。
实验电路中，前端为不可控整流、后端为开关型逆变器，此结构形式应用最为广泛。
逆变器的控制采用PWM方式。
对这个实验有所掌握的话，对后续课程设计直流调速系统也会有很大启发。
因为直流PWM-M调速系统近年来发展很快，直流PWM-M调速系统采用全控型电力电子器件，调制频率高，与晶闸管直流调速系统相比动态响应速度快，电动机转矩平稳脉动小，有很大优越性，因此在小功率调速系统和伺服系统中的应用越来越广泛。
2 桥式直流PWM变换电路的工作原理本实验系统的主电路采用双极性PWM控制方式，其中主电路由四个MOSFET（VT1～VT4）构成H桥。
Ub1～Ub4分别由PWM调制电路产生后经过驱动电路放大，再送到MOSFET相应的栅极，用以控制MOSFET的通断。
在双极性的控制方式中，VT1和VT4的栅极由一路信号驱动，VT2和VT3的栅极由另一路信号驱动，它们成对导通。
控制开关器件的通断时间可以调节输出电压的大小，若VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3的导通时问，输出电压的平均值为正，VT2和VT3的导通时间大于VT1和VT4的导通时间，则输出电压的平均值为负，所以可以用于直流电动机的可逆运行。
3 计算机仿真实验（1）桥式直流PWM变换电路仿真模型的建立。
根据所要仿真的电路，在SIMULINK窗口的仿真平台上构建仿真模型。
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。
PWM逆变器Matlab仿真
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。
三相SVPWM逆变电路MATLAB仿真
基于电压空间矢量控制的三相逆变器的研究1、SVPWM 逆变电路的基本原理及控制算法图1.1中所示的三相逆变器有6个开关，其中每个桥臂上的开关工作在互补状态， 三相桥臂的上下开关模式得到八个电压矢量，包括6个非零矢量(001)、(010)、(011)、(100)、(101)、(110)和两个零矢量 (000)、(111).图1.-1 三相桥式电压型有源逆变器拓扑结构在平面上绘出不同的开关状态对应的电压矢量，如图1.2所示。
由于逆变器能够产生的电压矢量只有8个，对与任意给定的参考电压矢量，都可以运用这8个已知的参考电压矢量来控制逆变器开关来合成。
3U (011)1(001)5β图1.2 空间电压矢量分区图1.2中，当参考电压矢量在1扇区时，用1扇区对应的三个空间矢量U sv 1、U sv 2、U sv 3来等效参考电压矢量。
若1.2 合成矢量ref U 所处扇区N 的判断三相坐标变换到两相βα-坐标：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡)()()(23- 23 021- 21- 132)()(t t t t t u u u u u co bo ao βα （1.1）根据u α、u β的正负及大小关系就很容易判断参考电压矢量所处的扇区位置。
如表1.1所示。
表1.1 参考电压矢量扇区位置的判断条件可以发现，扇区的位置是与u β、 u u βα-3及u u βα--3的正负有关。
为判断方便，我们设空间电压矢量所在的扇区NN=A+2B+3C （1.2）其中，如果u β ＞0，那么A=1,否则A=0如果u u βα-3 ＞0，那么B=1,否则B=0 如果u u βα--3 ＞0，那么C=1,否则C=01.3 每个扇区中基本矢量作用时间的计算在确定参考电压矢量的扇区位置后，根据伏秒特性等效原理，采用该扇区三个顶点所对应的三个电压空间矢量来逼近参考电压矢量。
以参考电压矢量位于3扇区为例，如图1.3所示，参考电压U ref 与U 4的夹角为γ。
基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究
向 交 流 负 载 供 电 时 需 要 逆 变 电
路 ； 交 流 电动 机 调 速 用 变 频 器 、
一
种 极 性 范 围 内变 化 ，所 得 的Ｐ Ｍ 分 。 Ｗ 单 极性 Ｓ Ｗ 信 号 的Ｓ ｍ ｌ ｎ ＰＭ ｉｕ ｋ ｉ
视化仿真工具Ｓｍｕｎ 建立单相 桥式单极性控制方式ＴＰ ｉ ｆｋ ｉ ＷＭ逆 变电路 的仿真模 型，通过动 态仿 真，研 究了调 制深度 、载波频率
对输 出电压、负载上电流 的影响 ；并分析 了输 出电压、负载上电流的谐 波特性 。仿真结果表 明建模的正确性，并证 明了该模 型 具有 快捷 、灵活、方便、直观等一系列特点，从 而为 电力电子技术教学和研究 中提供 了一种较好 的辅助工具。 【 关键词 】Ｍａ ａ／ｉ ｕｉｋ ＷＭ逆变电路 ；动态仿真 ；建模 ｔｂ Ｓｍ ｌ ；Ｐ ｌ ｎ
采 用 Ｉ Ｂ 作 为 开 关 器 件 的单 电压ｕｆ 幅值Ｗ １Ｕ。 ＧＴ 。 的 ｌ １ｄ ＝１
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一 一 一 一 一
一
相 桥 式Ｐ Ｍ 变 电路 如 图 ｉ 示 。 Ｗ逆 所 设负 载 为 阻感 负载 ， 工作 时Ｖ和Ｖ ，
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基于ＭＡ Ｌ Ｂ Ｔ Ａ 的单； Ｐ ￣ ＷＭ Ｒ 逆 变 电路 的仿 真研 究
温 州医学院 朱 南 张理兵
【 要】逆变 电路是Ｐ 摘 ＷＭ控制技术 最为重要的应用场合 。这 里在研 究单相 桥
叶卫川 徐俊佩
基于PWM技术逆变器仿真的GUI设计
基于PWM技术逆变器仿真的GUI设计基于脉宽调制（PWM）技术的逆变器是一种常用的电力转换设备，它将直流电源转换为交流电源。
在逆变器设计中，仿真是非常重要的一步，可以帮助工程师验证设计的正确性和性能。
本文将介绍一个基于PWM技术逆变器仿真的GUI设计，该GUI可以帮助工程师进行逆变器的仿真及相关参数的调节。
该GUI设计基于MATLAB软件平台，采用图形用户界面（GUI）的形式展示。
用户可以通过该界面进行参数的设置和结果的展示，实现了交互性较强的操作。
界面上主要包括以下几个模块：参数设置、波形展示和结果分析。
在参数设置模块中，用户可以输入逆变器的相关参数，包括输入电压、输出电压、频率等。
用户还可以设置PWM信号的调制比、频率等参数。
根据用户输入的参数，逆变器的工作状态和性能可以得到相应的仿真结果。
波形展示模块用于展示仿真得到的波形，其中包括输入电压、输出电压、PWM信号等波形。
这些波形可以帮助工程师分析逆变器的工作状态和性能。
结果分析模块用于对仿真结果进行分析和评价。
用户可以查看逆变器的输出电压、输入电压波形以及其他相关性能参数，如变换效率、谐波失真等。
通过对这些结果的分析，可以得到对逆变器设计的指导和优化。
该GUI设计基于PWM技术逆变器的仿真，为工程师提供了一个方便、直观的工具，可以帮助他们验证逆变器的设计并进行参数调节。
这样可以节省时间和成本，提高设计效率和准确性。
随着电力技术的不断发展，逆变器在许多领域中得到广泛应用。
一个好的逆变器设计需要经过充分的仿真和测试。
本文介绍的基于PWM技术逆变器的GUI设计，可以为工程师提供一个更方便、直观的仿真工具，帮助他们优化逆变器设计，提高工作效率和产品质量。
数字化PWM可逆直流调速系统MATLAB仿真
1．要求
设计一个转速、电流双闭环控制PWM可逆直流调速系统。电动机控制电源采用H型PWM功率放大器，其占空比变化为0～0.5～1时，对应输出电压为-264V～0～264V，为电机提供最大电流25A。速度检测采用光电编码器（光电脉冲信号发生器），且其输出的A、B两相脉冲经光电隔离辩相后获得每转1024个脉冲角度分辨力和方向信号。电流传感器采用霍尔电流传感器，其原副边电流比为1000：1，额定电流50A。已知：
Keywords：DCTimingSystem; PWM;Double CloseLoop; PI Adjust
六、成绩评定
指导教师评语：
指导教师签字：
2012年月日
项目
评价
项目
评价
调查论证
工作量、工作态度
实践能力
分析、解决问题能力
质量
创新
得分
七、答辩记录
答辩意见及答辩成绩：
答辩小组教师（签字）：
2012年月日
5.肖阳.基于DSP的伺服电机的调速系统的控制设计[D].武汉：武汉理工大学硕士论文，2009.
6.洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.北京：机械工业出版社，2006.
四、课程设计（学年论文）摘要（中文）
本文介绍双闭环PWM直流调速系统原理基础上，根据系统的动、静态性能指标采用工程设计方法设计调节器参数。调速方案的优劣直接关系到系统调速的质量，根据电机的型号及参数选择最优方案，以确保系统能够正常，稳定地运行。并运用MATLAB的Simulink和Power System工具箱、面向系统电气原理结构图的仿真方法，实现了转速电流双闭环PWM直流调速系统的建模与仿真。文章重点介绍了调速系统的建模和PWM发生器、直流电机模块互感等参数的设置。给出了PWM直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果，验证了仿真模型及调节器参数设置的正确性。
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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 (2)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 (4)2.设计原理及实现方法 (5)2.1 升压斩波电路的设计 (5)2.2 全桥式逆变电路的设计 (6)2.3 PWM控制技术及SPWM波的生成 (8)2.3.1 PWM控制的基本原理 (8)2.3.2 SPWM法的基本原理 (9)2.3.3 规则采样法 (10)2.3.4单极性和双极性PWM控制逆变电路分析 (11)3.MATLAB仿真及结论分析 (13)3.1升压环节的建模与仿真 (13)3.2 制作并生成SPWM波形 (15)3.3 逆变环节的建模与仿真（一） (18)3.4 逆变环节的建模与仿真（二） (20)3.4.1载波频率与输出电压频率改变对波形的影响 (21)3.4.2 改变负载对输出的影响 (24)4.收获与体会 (28)5.参考文献 (29)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。
方案一：有工频变压器的逆变电源。
逆变电路将110V输入电压逆变成有效值基本不变的频率为50HZ的交流电，再由工频变压器升压得到220V交流电压。
方案二：无工频变压器的逆变电源。
直流-直流变流电路将输入的110V直流电压提高，再经过逆变过程及滤波电路得到要求的输出。
方案选择：方案一的效率一般可达90%以上、可靠性较高、抗输出短路的能力较强。
但是，它响应速度较慢，体积大，波形畸变较重，带非线性负载的能力较差，而且噪声大。
而方案二的效率、可靠性高的同时，其响应速度、噪声、体积等性能都更好。
因此我选择方案二。
从而本设计应该包含有DC-DC、滤波电路、逆变电路以及控制部分。
按设计要求，控制部分应采用PWM斩波控制技术，使输出交流电的频率为50HZ。
因为各个功能模块有多种方案可供选择，每种方案有其各自的优点和适用范围，所以本设计的重点是对各功能模块进行方案论证和比较，并针对所选方案进行电路的设计，同时确定相关参数和性能指标。
按设计要求，最终应该进行Matlab仿真及结果分析。
1.2 DC-DC方案论证与选择方案一：直接直流变流电路。
该电路也称作斩波电路，它的功能是将直流电直接变成另一种固定电压或可调电压的直流电，这种情况下输入和输出之间不隔离。
方案二：间接直流变流电路。
该形式的电路是在直流变流电路中增加了交流环节，在交流环节中通常采用变压器实现输入输出的隔离。
方案选择：方案一由于不采用变压器进行输入和输出的隔离，所以系统体积小、重量轻、效率高、成本低而且系统也不复杂。
本设计采用方案一，由于没有进行隔离，所以应采取相应保护措施。
直流直流变流电路的结构我选用常用的升压斩波电路，该电路结构较为简单，损耗较小，效率较高。
不仅能起调压的作用，同时还能起到有效地抑制谐波电流噪声的作用。
1.3逆变主电路的方案论证与选择方案一：半桥式逆变电路。
在驱动电压的轮流开关作用下,半桥电路两只晶体管交替导通和截止。
半桥电路输入电压只有一半加在变压器一次侧，这导致电流峰值增加，因此半桥电路只在较低输出功率场合下使用，同时它具有抗不平衡能力，从而得到广泛应用。
半桥式拓扑结构原理图如图所示。
图1.1 半桥式逆变电路方案二：全桥逆变电路。
全桥电路中互为对角的两个开关同时导通，而同一侧半桥上下两开关交替导通，将直流电压成幅值为V的交流电压，加在变压器in一次侧。
改变开关的占空比，也就改变了输出电压V。
全桥式电路如图所示。
out图1.2 全桥逆变电路方案三：推挽式逆变电路。
推挽电路的工作是由两路相位相反的驱动脉冲分别加到逆变开关管Q1、Q2的基极，控制它们交替断通，使输入直流电压变换成高频的方波交流电压从变压器输出。
图1.3 推挽式逆变电路方案选择：全桥电路和推挽电路的电压利用率是一样的，均比半桥电路大一倍。
再基于全桥结构的控制方式比较灵活，我选用方案二全桥结构，全桥结构的直流不平衡问题，需要采取措施解决。
1.4 逆变器控制方法的论证与选择方案一：数字控制。
单片机、DSP等微处理器可以读取输出，并通过控制算法，实时的计算出PWM输出值方案二：模拟控制。
控制脉冲的生成、控制算法的实现全部由模拟器件完成。
方案三：数模结合的SPWM控制电路。
它由数字分频电路、三角波形成电路、调节器、标准正弦波形成电路及PWM形成电路等组成。
数字分频电路由石英晶体振荡器构成，分频电路提供了三角波频率信号，标准正弦波的产生是利用数字电路实现的。
正弦信号SINE和三角载波信号TR通过快速电压比较器，来得到SPWM信号。
方案选择：综合考虑便利性、灵活性以及投资成本，选用方案三来实现控制功能。
0offT U E t =2.设计原理及实现方法2.1 升压斩波电路的设计升压斩波电路如下图所示。
假设L 值、C 值很大，V 通时，E 向L 充电，充电电流恒为I 1，同时C 的电压向负载供电，因C 值很大，输出电压u o 为恒值，记为U o 。
设V 通的时间为t on ，此阶段L 上积蓄的能量为1on EI t 。
V 断时，E 和L共同向C 充电并向负载R 供电。
设V 断的时间为off t ，则此期间电感L 释放能量为01()off U E I t -，稳态时，一个周期T 中L 积蓄能量与释放能量相等，即off on t I E U t EI 101)(-= （2-1）化简得（2-2）输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路，也称之为boost 变换器。
T 与off t 的比值为升压比，将升压比的倒数记作β，则1αβ+= （2-3）升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因 ：L 储能之后具有使电压泵升的作用，并且电容C 可将输出电压保持住。
图2.1 升压斩波电路2.2 全桥式逆变电路的设计如图所示，单相全桥逆变电路可以看作是由两个半桥逆变电路组成的，桥臂1、4和桥臂2、3各成一对，成对的两个桥臂同时导通，两对交替各导通180°，其输出电压o u的波形和半桥电路的o u波形形状相同，也是矩形波，但其幅值高出一倍，m U=d U。
在直流电压和负载都相同的情况下，输出的电流o i的波形也和半桥电路中o i的形状相同，而幅值增加一倍。
图2.2 全桥式逆变电路全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的电路，下面对其电压波形做定量分析。
把幅值为d U 的矩形波u0展开，形成傅里叶级数：)sin 51sin 31(sin /4 +++=t t t U u d o ωωωπ (2-4) 式中，基波的幅值olm U 和基波的有效值ol U 分别为：d d olm U U U 27.1/4≈=π (2-5)d d ol U U U 9.0/22≈=π (2-6)上述公式对于半桥电路也是适用的，只是式中的d U 要换成d U /2。
前面分析的o u 波形都是正负电压各180°的矩形波情况，在这种情况下，要改变输出电压的有效值，只能通过改变直流电压来实现。
在阻感负载时，还可以采用移相方式来调节逆变电路的输出电压，这种方式成为移相调压。
其波形如图所示，这里所说的移相调压其实就是调节输出电压矩形波(脉冲)的宽度，具体做法是，栅极信号G1U 、G2U 互补，G3U 、G4U 互补，而且仍为180°正偏、180°反偏。
但是G1U 与G4U 、G2U 与G3U 的相位不同，错开θ角度，即调节G3U 落后G1U 的角度从180°较少为θ角(0<θ<180°)，调节G4U 落后G2U 的角度也从180°较少为θ角。
也就是说，输出电压u0的波形不再是正负各180°的矩形波，而是正负各位θ的矩形波。
图2.3 移相调压波形2.3 PWM控制技术及SPWM波的生成已经通过方案论证最终选择了数模结合的SPWM控制方式，并介绍了该控制系统的基本组成，现在我将主要从PWM控制技术及SPWM波的生成这两个方面来详述设计原理及实现方法。
2.3.1 PWM控制的基本原理面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础，即在采样控制中，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的同一环节上时，其效果基本相同。
其中，冲量指的是窄脉冲的面积；效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
如图3-1(a)、(b)、(c)、(d)所示，三个窄脉冲形状不同，但是它们的面积都等于1，当它们分别加在如图3-1(e)所示的R-L电路上时，并设其电流i(t)为电路的输出，则其输出响应波形基本相同且如图2-5所示。
(a) (b) (c) (d)图2.4 冲量相等、形状不同的窄脉冲图2.5形状不同而冲量相同的各种窄脉冲及响应波形2.3.2 SPWM法的基本原理脉冲幅值相等而脉冲宽度按正弦规律变化而正弦波等效的PWM波称为SPWM(sinusoidal PWM)波形。
如图2-6所示，把正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形，这些脉冲宽度都等于N/ ，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是按正弦规律变化的曲线。
如果把这些脉冲序列用相同数量的等幅值而不等宽的矩形脉冲来代替，使矩形脉冲的中点和相应的正弦波部分中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积相等，则可得图所示的矩形脉冲序列，这就是SPWM波形。
图2.6 用PWM波来代替正弦半波2.3.3 规则采样法SPWM的控制就是根据三角载波与正弦调制波的交点来确定逆变器功率开关器件的通断时刻。
规则采样法由经过采样的正弦波与三角波相交，并由交点得出脉冲宽度。
该方法只在三角波的顶点或者底点位置对正弦波采样而形成阶梯波，其原理如图2.7所示。
图2.7 规则采样法生成SPWM 波的原理图假设三角波的幅值为1，正弦函数为r u =M t sin ω，M 为调制度且0<M<1，由图中ΔABC ∽ ΔEDA 得，AB/BC=ED/DA ，代入后可得：2/22/t sin M 12c T t =+ω (2-7) 其中，c T 为三角载波周期，2t 为脉冲宽度。