整流逆变电路的原理与仿真 (PSIM软件)

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基于PSIM的单相桥式相控整流电路仿真

期末论文题目:基于PSIM的单相桥式相控整流电路仿真学生姓名系别机电工程系专业班级 2011级农业机械化及其自动化专业二班指导教师二零一四年六月摘要自晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代化电气传动技术的舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组合静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代，这标志着电力电子的诞生。

电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和控制技术三个部分，它的研究任务是电力电子器件的应用、电力电子电路的电能变换原理、控制技术以及电力电子装置的开发与应用。

电力电力的根本任务是实现电能变换与控制。

完成电能变换和控制的电路称为电力电子电路。

主要分为直流变换电路、逆变电路、整流电路、交流变换电路、控制电路。

整流电路就是将交流电路转变为直流电能的电路。

整流电路的电路类型很多，按输入交流电源的相数不同可分为单相、三相和多相整流电路；按电路中组成的电力电子器件控制特性不同可分为不可控、半控和全控整流电路；根据整流电路的结构形式不同可分为半波、全波和桥式整流电路等类型。

关键字：单相桥式相控整流电路 PSIM 电力电子基于PSIM的单相桥式相控整流电路仿真于善勇（天津农学院工程技术学院）一单相桥式相控整流电路简介单相相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定，利用它可以方便地得到大、中、小各种容量的直流电能，目前获得直流电能的主要方法，得到了广泛应用。

由于单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。

其特点为输出电流脉动小，功率因数高，整流效果好。

波形平稳，应用广泛。

1.1 单相桥式相控整流电路的工作原理VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。

VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。

PSIM

归纳总结
与 SABER、PSPICE 等常用电力电子仿真软件比较，其仿真过程更加迅速。
与 MATLAB POWERSYSTEM 上述其他软件相比，PSIM 的界面比较友好，
因而设计更加方便。该软件十分适合于电力电子电源与电力传动产品的初步设计，它可以
加深工程师对电路与系统的原理及工作状态的理解，大大加速电路的设计
用 s 域传递函数模块控制的电力补偿电路
模拟电路形式的电力补偿电路
功能说明
3. 高速仿真
PSIM 相比其它仿真软件的最重要的特长是仿真速度快。可仿真任意大小的电力变换电路和控制回路的特点。
4. 频率特性解析功能（AC SWEEP）
频率特性解析是设计控制环的重要工具。相比于其它仿真软件要在执行 AC SWEEP 之前把开关回路模型表示为平均模型（average models） PSIM 可以对工作在开关状态的电路进行 AC SWEEP。
操作方法
2 改变器件参数
PSIM 里每个元器件的参数图表窗口有 3 个图表：Parameters，Other Info，Color。
用于仿真。参数可以是一个数值或是一个数学表达式。也可以使用辅助单位，比如 k=103 ， m=10−3 ,u=10−6 。
用于报告信息，一些如：设备额定值，制造商，和部分数字等信息被。
设置元器件的颜色。
操作方法
3 使用测量器件
如果没有放置测量器的话是不能输出仿真结果的。PSIM 中具有电压传感器和电流传感器，电压传感器有单端子和两端子。
① 电压电流传感器
② 一部分器件具有“current flag”选项。
可以选择 0 或者 1，当为 1 的时候，可以不需要电流传感器。

SPWM 工作原理及建模

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陕西理工学院毕业设计
拍控制效果取决于模型估计的准确程度，实际上无法对电路模型做出非常精确的估计，而且系统模型随负载不同而变化，系统鲁棒性不强 ;其次，无差拍控制极快的动态响应即是其优势，又导致了其不足，为了在一个采样周期内消除误差控制器瞬态调节量较大，一旦系统模型不准，很容易使系统输出振荡，不利于逆变器的稳定运行。 (5) 重复控制重复控制的基本思想源于控制理论中的内模原理，内模原理是把作用于系统的外部信号的动力学模型植入控制器以构成高精度的反馈控制系统。由内模原理可知，除非针对每一种指令或扰动信号均设置一个正弦函数内模，否则无法实现无静差，重复控制利用“重复信号发生器”内模巧妙地解决了这一问题。重复控制采用数字方式实现。逆变器重复控制的目的是为了克服死区、非线性负载引起的输出波形周期性畸变。其基本思想是假定前一基波周期中出现的畸变将在下一基波周期的同一时间重复出现，控制器根据每个开关周期给定与反馈信号的误差来确定所需的校正信号，然后在下一基波周期同一时间将此信号叠加在原控制信号上，以消除以后各周期中将出现的重复性畸变。重复控制能使逆变器获得低 THD 的稳态输出波形。但其主要弱点是动态性能差，干扰出现后的一个参考周期内，系统对干扰不产生任何调节作用，这一周期系统近乎处于开环控制状态，消除干扰对输出的影响至少要一个参考周期。此提出了自适应重复控制、伺服控制器和重复控制器组成的复合控制、状态反馈控制与重复控制组成的双环控制等多种方案改善系统的动态特性。 (6) 滑模变结构控制滑模变结构控制最大的优势是对参数变动和外部扰动不敏感，系统的鲁棒性特别强。早期逆变器采用模拟控制实现滑模变结构控制，存在电路复杂、控制功能有限的弱点。基于微处理器的滑模变结构控制完全不同于常规的连续滑模控制理论，需要离散滑模控制技术，有些文献引入前馈改善离散滑模控制的稳态性能，有些通过自矫正措施改善负载扰动的影响。但是滑模控制存在理想滑模切换面难以选取、控制效果受采样率的影响等弱点，它还存在高频抖动现象且设计中需知道系统不确定性参数和扰动的界限，抖动使系统无法精确定位，测定系统不确定参数和扰动的界限则影响了系统鲁棒性进一步发挥。 1.3 变频电源技术研究的发展趋势在电力电子技术的应用及各种电源系统中，变频电源技术均处于核心地位。近年来，现代变频电源技术发展主要表现出以下几种趋势： (1) 高频化提高变频电源的开关频率，可以有效地减小装置的体积和重量，为了进一步减小装置的体积和重量，去掉笨重的工频隔离变压器，采用高频隔离，并可消除变压器和电感的音频噪声，同时改善了输出电压的动态响应能力。 (2) 高性能化高性能主要指输出电压特性的高性能，它主要体现在以下几个方面 :稳压性能好，空载及

基于PSIM三相半波可控整流电路的仿真研究

仿真提供了有效的分析手段和方法。关键词：ＰＳＩＭ软件；三相半波可控整流；仿真
中图分类号：ＴＮ７ｌ０
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４— ７７９８（２０１７）０３ —００５２— ０４
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅ— — ｐｈａｓｅｈａｌｆ— ．ｗａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ
ｒｅｃｔｉｉｅｆｒｃｉｒｃｕｉｔｏｎＰＳＩＭ
ＳＵＮＣｈｅｎｇ — ｚｈｅｎｇ பைடு நூலகம்
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｉｆｔｈｅｄｒｉｖｅｒｍｏｄｕｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｎｏｔｓｅｔｐｒｏｐｅｒｌｙ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍｗｉｌｌｂｅｄｉｓｔｏｒｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ
ａｆｌ￣ｅｔｓｔｕｄｅｎｔｓｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ．Ｗｉｔｈｒｅｓｉｓｔｉｖｅｌｏａｄａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｒｅｅ— ｐｈａｓｅｈａｌｆ — ｗａｖｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔｈｅｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅｈａｌｆ— ｗａｖｅｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｒｅｃｔｉｉｅｆｒｃｉｒｃｕｉｔｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎＰＳＩＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ

PWM-SPWM的应用与PSIM仿真

Science &Technology Vision 科技视界0引言PWM 与SPWM 技术作为电力电子技术的重要技术,在逆变电路中应用最为广泛,而且近年来在整流电路中也得到了长足的发展,并显示了突出的优越性。

而PSIM 是电力电子领域仿真软件,有着许多强大、不可替代的功能。

可以说想要深入学习电力电子技术,就必须要对PWM 与SPWM 技术做一个了解,并要学会熟练的使用PSIM 软件。

1理论介绍PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术:即通过一系列脉冲的宽度进行调制,来等效的获得所需要的波形。

再通俗一点就是将所需要的波形先分成若干个部分,然后把它们用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和对应波的中点重合,且使矩形脉冲和对应的部分冲量相等,得到的脉冲序列就是PWM 波。

PWM 又分为等幅和不等幅两种或者电压型和电流型两种,这里就不一一介绍了。

PWM 控制技术主要应用在电力电子技术行业,具体讲,包括风力发电、电机调速、直流供电等领域.具有广泛的发展空间。

SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM。

就是在PWM 的基础上改变了调制脉冲方式,脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列,这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。

SPWM 广泛地用于直流交流逆变器等,比如高级一些的UPS 就是一个例子。

三相SPWM 是使用SPWM 模拟市电的三相输出,在变频器领域被广泛的采用。

提到PWM 与SPWM 技术,就不得不提到面积等效原理,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节时,其效果基本相同。

它是PWM 控制技术的重要理论基础。

PSIM(Power Simulation)是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。

它将半导体功率器件等效为理想开关,能够进行快速的仿真,对于初学者来说更容易掌握。

基于PSIM三相桥式全控整流电路的仿真研究

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图１三相桥式全控整流电路原理图
表１整流电路工作情况
时段共阴极ＳＣＲ共阳极ＳＣＲＩＶＴＶＴ６ＩＩＶＴＶＴ２ＩＩＩｖＴ，ＶＴ：ＩＶｖＴＶＬ
一
的两个晶闸管分别对应阳极所接交流电压值最高的一个和阴极所接交流电压值最低的一个，即用２个晶闸管同时导通以控制导电的回路，如表１所示，触发脉冲必须“ 依次、成对” 出现，即（Ｕｕ１） — （ＵＩ、ｕ２） — （ｕｇ２、Ｕｇ３） — （ｕｇ］、ｕｇ４） — （ｕ菖４、ｕ） — ÷ （ｕｇ５、ｕ异６）
Ｖ
ＶＴＶ
Ｕｗｕ＝Ｕｗ— Ｕ
输出电压ＵｄＵｕｖ＝ｕ一ｕＵｕｗ￣Ｕ一Ｕａｎ＝ｕ～Ｕｕ＝ｕ一Ｕ
将一个周期相电压分为６个区间，每个区间整流电路工作情况如表１所示。ＰＳＩＭ是专门用于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用软件。ＰＳＩＭ具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等提供强有力的仿真环境，但目前此软件在电力电子领域应用的
收稿日期：２０１３ — １卜０５
作者简介：孙成正（１９７８一），男，安徽肥西人，安徽财贸职业学院讲师，研究方向：检测与控制技术。

电力电子课程教学中PSIM软件的应用

电力电子课程教学中PSIM软件的应用作者：陈景文来源：《教育教学论坛》2016年第40期摘要：电力电子技术课程核心内容以变流电路波形分析为主，在面对复杂变流电路的波形分析时，手绘图过程复杂、直观度差，借助PSIM软件建立相应变流电路模型，可以很直观地理解波形的生成原理。

文章将PSIM软件引入到电力电子教学过程，以三相桥式逆变电路为例详细的分析PSIM软件的使用方法，结果表明PSIM软件可以很好的解决复杂电路波形分析的问题，提高学习该课程的学习效率。

关键词：电力电子技术;PSIM;电路仿真中图分类号：G642.41 ; ; 文献标志码：A ; ; 文章编号：1674-9324（2016）40-0269-02电力电子技术课程作为电大类本专科学生的一门专业基础课在专业发展中的重要性越来越强，该课程在教与学过程中的典型特点是通过波形分析来掌握和理解变流电路的工作原理与工作过程，对于简单的变流电路，如单相半波整流电路、斩波电路（BUCK、BOOST等）等比较简单的电路，直接绘制工作的波形图就可以一目了然地掌握该电路的工作过程，但对于复杂的变流电路，如三相桥式全控整流电路、三相桥式逆变电路等，靠手绘电路工作的波形图不但费时费力，精确度差，而且学生理解起来也很困难，特别是分析不同的触发角，需要绘制不同的波形，将耗费大量的时间和精力，使得学生对此敬而远之，产生畏惧感。

因此，为了形象直观地进行教学，变抽象为具体，变枯燥为生动，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，将计算机仿真技术引入教学中是一种很好的办法。

PSIM（power simulation的简写）软件恰好可以满足以上的要求，与MATLAB软件相比，PSIM软件在电力电子技术和电力拖动领域使用更容易，它提供了几乎所有的电力电子器件和模块的库，可直接调用，搭建电路速度快，不需要复杂的理论学习，上手非常快，特别适用于初学者。

因简单电路不论是手绘波形图还是用仿真软件，都比较容易实现，因此，本文主要介绍电力电子技术课程教学中PSIM软件在帮助分析复杂变流电路工作波形时的使用方法和效果。

PSIM仿真设计单相桥式SPWM逆变器

PSIM仿真设计单相桥式SPWM逆变器PSIM仿真设计单相桥式PWM逆变器⼀、实验⽬的1.加深对SPWM基本原理的理解2.熟悉双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制的原理。

3.掌握PSIM仿真软件基本操作并搭建单相SPWM仿真验证双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制；实验验证单级倍频正弦脉宽调制的特点。

⼆、实验设备表4-1 实验所需设备表三、实验原理(⼀)、单相桥式电路（H桥）拓扑及其⼯作原理电压型全桥逆变电路共有四个开关管：T1、T2、T3、T4和四个续流⼆极管⼆极管D1、D2、D3、D4，如图4.1所⽰。

当T1、T4导通时，V ab=V D；当T2、T3导通时，V ab=-V D；当T1、T3导通时V ab=0；当T2、T4导通时，V ab=0（其中T1、T2不能同时导通；T3、T4不能同时导通）。

因此控制四个开关管的通断可以控制输出电压在V D、-V D、0之间变化。

(⼆)、SPWM 的原理采样控制理论有⼀个重要的原理——冲量等效原理：⼤⼩、波形不相同的窄脉冲变量，例如电压V(t)，作⽤于惯性系统（例如RLC电路）时，只要它们的冲量，即变量对时间的积分相等，其作⽤效果相同。

V DV o 图3-1 单相桥式逆变电路的拓扑结构图3-2 ⽤SPWM电压等效正弦电压如果将图3-2所⽰的标准正弦波等分成很多份，那么⼀个连续的正弦波也可以看作是⼀系列幅值为正弦波⽚段的窄脉冲组成。

如果每个⽚段的⾯积分别与①、②、③…所⽰⼀系列等宽不等⾼的矩形窄脉冲的⾯积相等，那么从冲量等效的观点看，由①、②、③…这些等宽不等⾼矩形脉冲波构成的阶梯波和标准正弦波是等效的。

进⼀步，如果让图3-1所⽰逆变器产⽣如图3-2所⽰⼀系列幅值为±U d 的等⾼不等宽矩形电压窄脉冲，每个电压脉冲的⾯积（冲量）分别与①、②、③…⾯积相等，于是图3-2中的登⾼不等宽的脉冲电压和正弦电压也是冲量等效的。

作⽤于R、L、C惯性系统后基本是正弦波。

单相全桥逆变电路原理及单相桥式全控整流电路Matlab仿真

单相全桥型逆变电路原理电压型全桥逆变电路可看成由两个半桥电路组合而成，共4个桥臂，桥臂1和4为一对，桥臂2和3为另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180°电压型全桥逆变电路输出电压uo 的波形和半桥电路的波形uo 形状相同，也是矩型波，但幅值高出一倍，Um=Ud输出电流io 波形和半桥电路的io 形状相同，幅值增加一倍 VD1 、V1、VD2、V2相继导通的区间，分别对应VD1和VD4、V1和V4、VD2和VD3、V2和V3相继导通的区间+-VD 3VD 4单相半桥电压型逆变电路工作波形全桥逆变电路是单相逆变电路中应用最多的，对电压波形进行定量分析将幅值为Uo 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数，得其中基波幅值Uo1m 和基波有效值Uo1分别为ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πO OONu o U - U m ioVD 1 VD2VD1VD 2⎪⎭⎫⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o上述公式对半桥逆变电路也适用，将式中的ud 换成Ud /2uo 为正负电压各为180°的脉冲时，要改变输出电压有效值只能通过改变输出直流电压Ud 来实现实际就是调节输出电压脉冲的宽度•各IGBT 栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2栅极信号互补，V 3和V 4栅极信号互补•V 3的基极信号不是比V 1落后180°，而是只落后θ ( 0<θ <180°)•V 3、V 4的栅极信号分别比V 2、V 1VD 3VD 4采用移相方式调节逆变电路的输出电压u u u u i o u o t 2时刻V 1和V 2栅极信号反向， V 1截止， V 2不能立即导通，VD 2导通续流，和VD 3构成电流通道，输出电压为-U d到负载电流过零开始反向， VD 2和VD 3截止， V 2和V 3开始导通， u o 仍为- U dt 1时刻前V 1和V 4导通，输出电压u o 为u dt 1时刻V 3和V 4栅极信号反向，V 4截止，因i o 不能突变，V 3不能立即导通，VD 3导通续流，因V 1和VD 3同时导通，所以输出电压为零各IGBT 栅极信号uG1~uG4及输出电压uo 、输出电流io 的波形u u u u i o u o t 3时刻V 3和V 4栅极信号再次反向， V 3截止， V 4不能立刻导通， VD 4导通续流， u o 再次为零目录单相桥式全控整流电路仿真建模分析 ..................................................................................... 6 （一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) . (7)1.电路的结构与工作原理 .................................................................................................... 7 2.建模 ........................................................................................................................................ 8 3仿真结果与分析 ................................................................................................................. 4 4小结 ........................................................................................................................................ 6 （二）单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) .. (7)1.电路的结构与工作原理 .................................................................................................... 7 2.建模 ........................................................................................................................................ 8 3仿真结果与分析 ............................................................................................................... 10 4.小结 .. (19)u u u u i o u o（三）单相桥式全控整流电路(反电动势负载) (13)1.电路的结构与工作原理 (20)2.建模 (14)3仿真结果与分析 (16)4小结 (18)单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。

PSIM仿真设计单相桥式SPWM逆变器

PSIM仿真设计单相桥式PWM逆变器一、实验目的1.加深对SPWM基本原理的理解2.熟悉双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制的原理。

3.掌握PSIM仿真软件基本操作并搭建单相SPWM仿真验证双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制；实验验证单级倍频正弦脉宽调制的特点。

二、实验设备表4-1 实验所需设备表三、实验原理(一)、单相桥式电路（H桥）拓扑及其工作原理电压型全桥逆变电路共有四个开关管：T1、T2、T3、T4和四个续流二极管二极管D1、D2、D3、D4，如图4.1所示。

当T1、T4导通时，V ab=V D；当T2、T3导通时，V ab=-V D；当T1、T3导通时V ab=0；当T2、T4导通时，V ab=0（其中T1、T2不能同时导通；T3、T4不能同时导通）。

因此控制四个开关管的通断可以控制输出电压在V D、-V D、0之间变化。

(二)、SPWM 的原理采样控制理论有一个重要的原理——冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，例如电压V(t)，作用于惯性系统（例如RLC电路）时，只要它们的冲量，即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。

V DV o 图3-1 单相桥式逆变电路的拓扑结构图3-2 用SPWM电压等效正弦电压如果将图3-2所示的标准正弦波等分成很多份，那么一个连续的正弦波也可以看作是一系列幅值为正弦波片段的窄脉冲组成。

如果每个片段的面积分别与①、②、③…所示一系列等宽不等高的矩形窄脉冲的面积相等，那么从冲量等效的观点看，由①、②、③…这些等宽不等高矩形脉冲波构成的阶梯波和标准正弦波是等效的。

进一步，如果让图3-1所示逆变器产生如图3-2所示一系列幅值为±U d 的等高不等宽矩形电压窄脉冲，每个电压脉冲的面积（冲量）分别与①、②、③…面积相等，于是图3-2中的登高不等宽的脉冲电压和正弦电压也是冲量等效的。

作用于R、L、C惯性系统后基本是正弦波。

※(三)、双极性正弦脉冲宽度调制（重点）图3-3 双极性正弦脉宽调制输出波形基于载波的SPWM如图3-3所示，图中的高频三角波v c成为载波，正弦波v r称为调制波或参考调制波。

SPWM逆变电路原理

SPWM逆变电路原理————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：对于大多数应用场合需要的是工频电源，例如我们的电冰箱，洗衣机，电风扇等都需要正弦波的220伏、50赫兹电源，各种动力设备，远距离输电也都需要正弦波的交流电。

更多的太阳能光伏发电装置输出的是正弦波交流电，目前生成正弦波仍采用前面介绍的全桥电路，只是对开关晶体管的控制采用PWM脉宽调制或移相控制或调频控制等方式。

这里仅介绍最常用的PWM脉宽调制方式。

面积等效原理转换把直流电转换成正弦波交流电是根据根据面积等效原理，在图1上图中的正弦半波（红线）分成n等份，把正弦半波看成是由n个彼此相连的矩形脉冲组成的波形，为简单清晰，划分为7等份。

7个脉冲的幅值按正弦规律变化，每个脉冲面积与相对应的正弦波部分面积相同，这一连续脉冲就等效正弦波。

图1 用面积等效原理转换为SPWM波形如果把上述脉冲序列改为相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲（图1下图），脉冲中心位置不变，并且使该矩形脉冲面积和上图对应的矩形脉冲相同，得到图1下图所示的脉冲序列，脉冲宽度按正弦波规律变化，这就是PWM波形。

根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的，图中红线就是该序列波形的平均值。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。

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。

要改变等效输出的正弦波的幅值时，只需按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。

SPWM波形的生成输出SPWM波形仍需全桥逆变电路，在“光伏用DC-DC变换器”课件中已介绍过这种电路，通过控制开关晶体管的通与断在负载上产生交变电压，见图2。

s图2 全桥逆变电路的工作状态输出SPWM波形的矩形波必须生成序列的控制信号来控制桥式电路中开关晶体管的通与断，普遍使用的是调制法来生成控制信号，可采取单极性调制也可采用双极性调制来生成控制信号，下面介绍常用的单极性调制方式。

物流仿真逆变函数法的基本原理

物流仿真逆变函数法的基本原理一、引言物流是现代经济中不可或缺的一部分，它涉及到产品的生产、运输、仓储和配送等环节。

为了提高物流效率和降低成本，物流仿真逆变函数法被广泛应用于物流系统的优化和决策中。

本文将介绍物流仿真逆变函数法的基本原理及其在物流系统优化中的应用。

二、物流仿真逆变函数法的基本原理物流仿真逆变函数法是一种基于仿真和逆变函数的优化方法，通过建立物流系统的数学模型，利用仿真技术模拟物流系统的运行过程，然后通过逆变函数分析物流系统的性能指标，最终确定最优决策方案。

2.1 仿真技术仿真技术是物流仿真逆变函数法的核心工具，它可以模拟物流系统的运行过程，包括生产、运输、仓储和配送等环节。

通过仿真技术，可以获取物流系统的各项性能指标，如运输时间、库存水平、订单满足率等。

2.2 逆变函数逆变函数是物流仿真逆变函数法的数学基础，它可以将物流系统的性能指标转化为决策变量的函数。

通过逆变函数分析，可以确定物流系统的最优决策方案，如最优的生产计划、最优的运输路线等。

三、物流仿真逆变函数法的应用物流仿真逆变函数法在物流系统的优化和决策中具有广泛的应用价值。

以下是该方法在物流系统中的几个典型应用案例：3.1 生产计划优化通过建立物流系统的仿真模型，可以模拟不同生产计划对物流系统性能的影响。

利用逆变函数分析，可以确定最优的生产计划，以达到最佳的物流效果和成本控制。

3.2 运输路线优化物流系统中的运输路线对物流效率和成本有着重要影响。

通过仿真技术，可以模拟不同运输路线的运输时间、运输成本等指标。

利用逆变函数分析，可以确定最优的运输路线，从而提高物流效率和降低运输成本。

3.3 仓储优化仓储是物流系统中重要的环节，对物流效率和成本有着直接影响。

通过仿真技术，可以模拟不同仓储策略对物流系统性能的影响。

利用逆变函数分析，可以确定最优的仓储策略，以提高仓储效率和降低仓储成本。

3.4 配送策略优化配送策略是物流系统中的关键环节，对订单满足率和配送成本有着重要影响。

PSIM仿真软件在交流电机调速教学中的应用

PSIM仿真软件在沟通电机调速教学中的应用一、PSIM仿真软件的基本原理和功能PSIM仿真软件是一种基于PC的电力电子系统仿真工具，具有强大的建模、仿真、数据分析和任务管理等功能。

它基于瞬态模型和周期模型，能够对复杂的电力电子系统进行高速仿真和分析。

PSIM提供了丰富的电气元件模型、控制策略模型和传感器模型，可以对沟通电机调速系统进行准确的建模和仿真。

二、PSIM在沟通电机调速教学中的应用1. 建立沟通电机调速系统模型：PSIM提供了丰富的电气元件模型，如电阻、电感、电容以及各种功率晶体管、开关等，同砚可以通过PSIM快速建立沟通电机调速系统的仿真模型。

通过可视化的界面，同砚可以直观地了解沟通电机调速系统的组成和工作原理。

2. 仿真和调试沟通电机控制策略：PSIM可以模拟各种常见的沟通电机调速控制策略，包括开环控制、闭环控制和矢量控制等。

同砚可以在仿真环境中实时观察电机转速、转矩等参数的变化，并通过调试控制策略来实现所需的电机调速效果。

这为同砚提供了一个安全、实践的进修平台，防止了实际操作中可能带来的安全风险。

3. 分析沟通电机调速系统性能：PSIM具有强大的数据分析功能，同砚可以通过PSIM对沟通电机调速系统的性能进行分析。

通过改变控制参数和电气参数，同砚可以观察到系统响应的变化，从而理解和精通沟通电机调速系统的调试方法和技巧。

4. 设计沟通电机调速系统试验：PSIM还可以援助同砚设计沟通电机调速系统试验。

同砚可以在仿真环境中先进行试验设计和参数优化，然后再进行实际试验。

这样可以大大节约试验时间和成本，并提高同砚的试验效果和操作技能。

三、PSIM在沟通电机调速教学中的优势和局限性1. 优势：PSIM提供了直观、高效、安全的进修平台，同砚可以通过PSIM进行电机调速仿真和控制策略调试，加深对沟通电机调速原理和方法的理解。

PSIM具有友好的操作界面和丰富的功能模块，适用于不同层次和不同背景的同砚。

基于PSIM仿真对单相半波整流电路的分析

保收入取得权转移给了税务机关，在一定程度上，环保部门的收认为环境保护只限于环境保护主管部门和税务机关，环境保护
入减少了，会降低环保部门协助税务机关征收环保税的积极性，是每一个公民的责任与义务，因此，应该调动社会各界的积极
会导致效率降低的风险。环境保护主管部门与税务机关之间定性，在税收法定的原则下，定期向社会公开企业的排污情况，使
是当企业纳税人的申报数据有不清楚或者虚假的时候，环保部与审核。
门应该进一步核实污染排放量，进而确定应缴纳的税额。环保部
3.4调动社会积极性，共同推进环境保护税的征收
门与税务部门协同工作进行环保税征收是一项创新工作方式，
在环境保护税征收过程中，不能因为环境保护税法规定环
但也存在不足之处，环境保护的“费”改“税”，原来环保部门的环保税的征收由环保护主管部门与税务机关协作进行，就狭隘的
模拟、数字电子学、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动控制理论等课程的综合学科，其核心是
通过研发各种电力电子器件以变换和控制电能，更加强调理论
与实践的紧密联系，广泛应用于工业、交通、电器等各大行业。
1 PSIM 仿真软件的介绍
PSIM是研究电力电子器件、电力电子建模等电气专业领域
中广泛应用的操作类软件之一。对于初学者，PSIM仿真软件具
河北
HEBEINONGJI
机电·教育·推广
农机
摘要：单相半波整流电路是一种交流电侧输入相数为 1，通过半控型器件—— —晶闸管实现将交流电变为直流电的电路结构，有带电阻负载和带阻感负载两种工作形式。本文基于软件 PSIM 仿真对单相半波整流电路的两种工作情况的电路图和波形图进行分析对比，帮助学生对电力电子中整流电路进行理解与掌握，从而更好地加以运用。

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。

PSIM实训报告

实验三、pwm逆变电路的仿真一、实验目的1．掌握pwm逆变器的调制原理2．掌握两种不同极性单相逆变器的原理3．掌握thd及平均功率的测量方法二、实验内容1．单相双极性pwm电压逆变器（1）主电路与调制电路电路参数调制电路波形（2）载波、参考电压、逆变器输出波形，测量输出电压的基波分量（3）调制比n=1000/50=20时输出电压经滤波后thd=0.7946 输出电压幅值=80.325v（4）改变调制比，再测量输出电压基波分量的幅值，分析幅值与调制比的关系调制比n=5000/50=100时thd=0.147 输出电压幅值=82.75v调制比n=10000/50=200时调制比n=1/1时篇二：基于pi控制方式的10a开关电源 psim仿真研究题目：基于pi控制方式的10a开关电源 psim仿真研究班级：姓名：学号：时间：2009年12月20日现代仪器电源课程综合论文一绪论buck变换器最常用的变换器，工程上常用的拓扑如正激、半桥、全桥、推挽等也属于buck族，现以buck变换器为例，依据不同负载电流的要求，设计主功率电路，并采用单电压环、电流-电压双环设计控制环路二实验目的：(1)了解buck变换器基本结构及工作原理； (2) 掌握电路器件选择和参数的计算；(3) 学会使用pism仿真软件对所设计的开环降压电路进行仿真。

(4) 学会使用pism仿真软件对控制环节的仿真技术。

(5)学会分析系统的静态稳压精度和动态响应速度三实验要求：输入直流电压(vin)：15v；输出电压(vo)：5v；输出电流(in)：10a；输出电压纹波(vrr)：50mv；基准电压(vref)：1.5v；开关频率(fs)：100khz。

四主电路功率的设计（1）buck 电路图4-1-1：buck 电路图4-1-1rc?vrrvrr?=25mohm ?il0.2inc*rc的乘积趋于常数50~80uf，我使用75μω*f，由式(1)可得rc=25mohm，c=3000μf。

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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。

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。

1.2三相半波可控整流电路1.2.1电阻性负载三相半波整流仿真电路图如下：①a=0°时的工作情况：由电路分析可知三个晶闸管采用共阴极接法，当某一个晶闸管阳极所对应的电压值最大，则触发其导通，自然换向点就是各相电压正向的交点，并且总是换到相电压最高的一相上去。

三个晶闸管分别在一个周期内各导通120°。

将阻感原件电感调低到可以忽略不计，触发延迟角设置为0°，仿真波形如下：由图可知，整流电压输出的波形为三相交流电压正半周的包络线，是一个周期内3次脉动的直流电压。

②a=30°时的工作情况：由电路分析可知，当经过自然换向点时，触发脉冲未到，因此晶闸管不能导通，上一状态导通的晶闸管继续导通，直到a=30°时脉冲到来对应的晶闸管导通，上一状态的晶闸管承受反压而关断，负载电流换相。

以后各相依次轮流导通。

触发延迟角设置为30°，波形如下：③触发延迟角设置为60°，图像如下：由图可见，当a>30°时输出电压和电流出现断续。

这是因为前一相的晶闸管由于交流电压过零变负而关断，后一相的晶闸管未到触发时刻，此时晶闸管都不导通，输出电压为零，直到后一相的晶闸管被触发导通，输出电压为一相电压，此时晶闸管的导通角小于120°。

总结：1.单相半波可控整流电路带电阻性负载时，a=30°时输出电流和输出电压处于连续和断续的临界点。

2.当a<30°时每个晶闸管的导通角为120°，当当a>30°发生断续后，每个晶闸管的导通角为（120-a）°。

3.当a=150°时输出电压为0，所以三相半波可控整流电路带电阻性负载时的移相范围为0~150°。

4.由仿真结果可知当a增大时，输出电压逐渐减小。

1.2.2阻感性负载三相半波整流电路带阻感性负载时，电感的存在使得电流不能突变，当电感足够大时，会使整流电路稳态时基本平直，电感储能使得晶闸管在电源电压由零变负时依然导通，直至承受反压为止，不同于电阻性负载，整流电压不会断续，但会进入负值，当a=90°时整流电压正负部分抵消，平均电压为0。

所以阻感性负载移相范围为0~90°.下图为a=60°的仿真波形。

1.3三相桥式全控整流电路1.3.1电阻性负载原理图如下：①α=0°时，仿真结果如下：②α=60°时，仿真结果如下：③α=90°时，仿真结果如下：④α=120°时，理想的输出电压应为0，但实际上还有波形，但此时的波形幅值很小，在实际情况中可认为其为0.三相桥式整流电路6只晶闸管的导通顺序为V1- V2- V3- V4- V5- V6，且a=60°为输出电压波形断续的临界点。

任何时刻都有两只管子导通，构成回路。

带电阻性负载的工作特点为：1、为保证电路启动或者断续后能正常导通，触发脉冲的宽度应大于60。

2、6只晶闸管每30°换相一次；3、输出脉动直流电压频率为电源频率的6倍，移相范围为0到120°，且随着a的增大，输出电压平均值减小；4、a=60°是电阻性负载电流连续和断续的分界点；5、和三相半波可控整流相比，变压器二次侧流过正负对称的交变电流，避免磁化，提高变压器的利用率。

1.3.2阻感性负载①α=0°时，仿真结果如下：②α=30°时，仿真结果如下：此时阻感性负载的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压的波形、各晶闸管承受的电压波形等都一样。

区别在于由于电感的存在，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流Id 的波形不同，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大时，负载电流的波形可近似为一条水平线。

③α=90°时，仿真结果如下：阻感性负载的工作情况与电阻性负载时不同，电阻性负载时 Ud 波形不会出现负值，波形断续；而阻感性负载由于负载电感感应电动势的作用，Ud波形会出现负的部分。

从仿真图可以看出，α=90°时Ud的波形正负对称，平均值为零。

因此三相桥式全控整流电路带阻感性负载时，α的移相范围是0~90°。

1.3.3 UVT1触发脉冲丢失仿真波形：VT1触发脉冲丢失，大电感的存在使得之前导通的VT5，VT6不能关断，继续导通，Ud=Ucb，在VT2触发脉冲到来时，VT2导通，VT6承受反压关断，由于VT1触发脉冲丢失，VT5继续导通，此时VT2，VT5导通，Ud=0。

对于UVT1的波形，所变化的是VT1脉冲丢失，大电感的存在使得VT5不能关断，继续导通，直到VT3导通，UVT1=Uac。

2 逆变电路2.1.逆变电路概述在实际生活中，往往会出现需要将直流电能变换为交流电能的情况。

相对于整流而言，逆变是它的逆过程。

整流装置在满足一定条件下可以作为逆变装置应用。

即同一套电路，既可以工作在整流状态，也可以工作在逆变状态，这样的电路统称为变流装置。

变流装置如果工作在逆变状态，其交流侧接在交流电网上，电网成为负载，在运行中将直流电能变换为交流电能并回送到电网中去，这样的逆变过程就称为“有源逆变”。

2.2三相有源逆变电路仿真分析逆变电路可以看做整流电路的另一种工作方式，所以电路的整体结构并没有发生变化，需注意：（1）此时应加入一个直流电源，使该电源电动势Em方向与晶闸管导通时方向一致，且Em>Ud.（2）晶闸管导通角α<90°（3）逆变电路中Ud为负值，所以只能采用三相桥式全控电路，因为半控桥或者续流二极管电路不允许直流侧电动势为负。

（4）为了使电流连续需要加入比较大的电感（平波电抗器）原理图：PSIM仿真电路如下：①β=60°，即α=120°时的仿真结果如下：②β=30°，即α=150°时的仿真结果如下：从图中可以看出，Ua为标准正弦波， Ud值都在负轴，Id缓慢增加至稳定值，且Ud与I反向，说明此时功率是由直流侧输送到交流侧的。

2.3 逆变失败当角度小于最小逆变角时逆变失败，如下：3 高压直流输电3.1 十二脉冲桥式整流电路3.1.1仿真分析12脉冲桥式整流仿真电路图如下：12脉冲桥式整流仿真电路图主要思路为两个三相桥式整流电路的并联。

整流变压器为三绕组变压器，二次绕组分别采用星形和三角形联结，联结组别为Y，y0,d11。

目的是为了便于控制12个晶闸管的触发角度。

由于12个晶闸管以此触发，各自的触发角之间互差30度。

而在电压比较器从Uac采集电压，是因为自然换向点比Ua滞后30度，而Uac正好比Ua滞后，所以可以从Uac侧采集电压。

在12脉冲电路中，第二个整流桥的初始脉冲比第一个整流桥滞后30度。

同时，电压采集之后，通过二阶低通滤波器对波形进行改善。

3.1.2频谱分析1、FFT分析在原电路不加滤波器时的频谱图根据傅里叶变换，分析谐波得出在以下频率阶段Vd的幅值很高45.65396 ，96.178162 ，146.70236 ，197.22657 ，247.75077 ，293.22255 ，404.37579， 454.9 ，495.31936等，可以看出在未加二阶低通滤波器时，基波，2到6次谐波都存在，然而7次谐波没有，并从以后的频谱图中可以归纳得出，（6K+1）次谐波都不存在，说明12脉波桥式整流电路自身带有滤波的作用，这是一个很好的性质。

2、FFT分析有二阶低通滤波器时的频谱图但是为了得到更好的波形，我们选用二阶低通滤波器，并将滤波器的截止频率设置为600Hz（由于12脉波整流电路的频率为600Hz,所以在这个截止频率下，可以有效的保留输出电压的信息），可以得到如下波形。

和未加滤波器的频谱图对比，在低频阶段，有效滤掉了幅值相当大的谐波，主要是能把5次谐波滤除，并将频谱图中的旁瓣衰减到最小。

下图为改善之后的Vd 的波形图3.1.3加滤波改善波形改善之后的输出电压12脉冲波形从Vd的波形看出，在一个周期内波动12次，频率为原来的12倍，为600Hz。

而且变压器一次侧波形也呈现为12脉冲阶梯状的脉动波形。

Id的波形趋于平稳，可以将其看做直流。

3.2 闭环控制电路3.2.1整流阶段电路搭建如下：整流阶段：将比较器的上下限设置为（0,1），在忽略变压器漏抗，及线损时，得到以下波形：考虑变压器漏抗及线损时3.2.2逆变阶段逆变阶段，将电压比较器的上下限设置为（-1,0），考虑变压器漏抗及线损时得到如下波形：3.2简单直流输电系统1、未带反馈的直流输电系统直流输电系统输出电压及输出电流波形：逆变失败的波形图如下：在调节β取值之后波形能够得到有效改善，得到如上波形示意图。