三相逆变器设计与仿真
电压型三相SPWM逆变器建模和仿真研究
* * * 学 院本科毕业设计（论文）作者姓名 指导教师学科门类 所学专业 题 目代分类号学号 密级 提交论文日期成绩评定 Voltage-source SPWM Inverter电压型三相逆变器就是供给逆变器的交流电源是三相电电源， SPWM正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，控制和调节性能好，使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，并能够消除谐波，且设计简单等一系列的优点，SPWM 正弦脉宽调制法是一种比较好的波形改善的方法。
SPWM正弦脉宽调制法的出现为中型和小型逆变器的快速发展起到了一个重要的推动作用。
伴随着电力电子技术的高速发展，电压型三相SPWM逆变器已被广泛应用在各个领域之中，并且SPWM技术已经成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。
通过电压型三相SPWM逆变器建模和仿真研究这项课题，能够加强自己对电压型三相SPWM逆变器控制原理和建模进行深入理解，并提高自己在三相电压逆变方面的计算机仿真能力，为今后自己从事交流电机控制与电源逆变相关工作打下良好的基础。
关键词：电压型；频率；SPWM；逆变器The AC power supply voltage three-phase inverter is supplied to the inverter is three-phase electric power supply, the technology of SPWM sine pulse width modulation method is simple in principle, strong versatility, with fixed switching frequency, control and regulation performance, so that the output voltage harmonic component contains only the fixed frequency, and can eliminate the harmonic, and has the advantages of simple design a series of, SPWM sine pulse width modulation method is a good waveform improvement. SPWM sine pulse width modulation method for the rapid development of medium and small inverter plays an important role in promoting. Along with the rapid development of power electronic technology, three-phase voltage-source SPWM inverter has been widely used in various fields, and the SPWM technology has become the most widely used PWM technology of inverter.Through research on Modeling and Simulation of three-phase voltage-source SPWM inverter this subject, it can make me have a strength to voltage three-phase SPWM inverter control principle and modeling a more depth understanding, and it can improve myself in the three-phase voltage inverter aspects of computer simulation ability, which can make me have a good foundation of engaged in AC motor control and power inverter related work.Key words: Voltage type; frequency SPWM; Inverter目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 引言 (1)2 电压型三相SPWM逆变器的工作原理及控制方法 (1)2.1 三相电压型逆变器电路 (1)2.2 SPWM控制的基本原理 (4)2.3电压型三相SPWM逆变器的实现及控制 (6)3 电压型三相SPWM逆变器的建模与仿真 (8)3.1 Simulink软件的介绍 (8)3.2 电压型三相SPWM逆变器的建模和仿真 (9)4 总结 (16)参考文献 (17)谢辞 (18)1 引言近年来，随着大功率全控型电力电子器件的研究与开发成功和应用技术的不断成熟，电能变换技术得到了突破性的进展，在一些领域中，已经开始使用各种新型逆变器电源，其中，也包括电动机。
三相逆变电源的在Matlab中的仿真设计
三相逆变电源的在Matlab中的仿真设计摘要:本文采用MATLAB搭建仿真系统对变频电源进行系统分析。
基于Simulink做了系统仿真，并做了原理性的论证，调节器件参数比较仿真结果。
1. 引言由于计算机技术的迅速发展和广泛应用，数学模型的应用和仿真越来越普遍。
本文研究背景及意义于在MATLAB中提供了Simulink和Power Systerm Blockset工具箱，拥有一种很方便的建模环境，用户不用直接编写程序，而是通过交互命令方式建立、修改和调试模型，给电力电子技术中的各种电路的仿真提供了有利的条件，简化了仿真建模。
电力系统工具箱(Power System Blockset)，如图1-1 Block Library。
图1-1 Block Library2. MATLAB在变频器中应用及仿真框图2.1仿真框图的设计变频电源主要结构分为以下几个部分。
1. 整流器，它与单相或三相交流电源相连接，产生脉动的直流电压。
2. 中间电路，有以下三种作用：a.使脉动的直流电压变得稳定或平滑，供逆变器使用。
b.通过开关电源为各个控制线路供电。
c.可以配置滤波或保护装置以提高变频电源性能。
3. 逆变器，将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。
4. 控制电路，它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号。
图2-1为三相变频电源的仿真电路。
在仿真电路图中，双击元件，可得到各元件的属性设置。
改变各项的值，运行并通过示波器来显示各个量的变化，以便比较和研究。
在仿真环境中，用户通过简单的鼠标操作就可建立起直观的系统模型并进行仿真，能有机地将理论研究和工程实践结合在一起。
图2-1 三相变频电源的仿真电路整个仿真图由电气系统模块库中的元件搭建组成，元件的直观连接与实际的主电路相似，其中主要包括：整流环节，直流环节，逆变环节，PI调节器、坐标变换模块、SPWM产生环节。
这些元件都设置有对话框，用户可以方便的选择元件类型和设置参数。
三相逆变器matlab仿真
三相无源逆变器的构建及其M A T L A B仿真1逆变器1.1逆变器的概念逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
1.3逆变器的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
4)…………….2 三相逆变电路三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络。
图 1 三相逆变电路日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。
随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。
尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。
在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。
这就催生了三相逆变器的产生。
4MATLAB仿真Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具，已成为首屈一指的计算机仿真平台。
该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。
利用其中的Simulink模块可以完成对三相无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据。
图 2 系统Simulink 仿真所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真。
系统由一个380v的直流电源供电，经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM 正弦脉宽调制。
三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用
三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置，用于将直流电能转换为交流电能。
它广泛应用于可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域。
本文将对三相电压型SPWM逆变器进行仿真分析，并讨论其在实际应用中的一些关键技术。
首先，我们来介绍一下三相电压型SPWM逆变器的工作原理。
该逆变器由六个开关管组成，三个开关管连接到每个电压型逆变器的输入端，三个开关管连接到中性点。
逆变器的输入是直流电压，输出是三相交流电压。
逆变器的工作原理是通过不同开关管的开关状态，控制直流电压经过逆变器的辅助电路，从而产生所需的交流电压。
在SPWM控制策略下，通过对开关管的PWM波形进行调制，可以实现对输出电压的调节。
接下来，我们进行三相电压型SPWM逆变器的仿真分析。
首先，我们需要建立逆变器的数学模型，并设计控制策略。
然后，利用数值计算软件进行仿真模拟，得到逆变器的输出波形和性能参数。
最后，对仿真结果进行分析和验证。
在仿真过程中，我们可以通过调节PWM波形的频率、幅值和相位等参数，观察输出电压的变化情况。
同时，可以对逆变器的效率、谐波含量、响应时间等性能指标进行评估和改进。
通过仿真分析，可以帮助我们更好地理解逆变器的工作原理和特性，并为实际应用中的设计和优化提供参考。
除了仿真分析，三相电压型SPWM逆变器还有一些关键技术需要注意。
首先是开关管的选择和驱动电路的设计，要保证开关管具有足够的电流和电压承受能力，并且能够快速开关。
其次是PWM控制策略的设计，包括调制波形的产生方法和控制方法的选择，以实现输出电压的精确控制。
此外，还需要考虑逆变器的过电流保护、温度保护、短路保护等安全措施。
综上所述，三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置，在可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域有广泛应用。
通过仿真分析和关键技术的研究，可以提高逆变器的性能和可靠性，推动其在实际应用中的进一步发展。
三相逆变器matlab仿真
三相无源逆变器的构建及其MATLAB仿真1逆变器1.1逆变器的概念逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
1.3逆变器的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
4)…………….2 三相逆变电路三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络。
图 1 三相逆变电路日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。
随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。
尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。
在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。
这就催生了三相逆变器的产生。
4MATLAB仿真Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具，已成为首屈一指的计算机仿真平台。
该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。
利用其中的Simulink模块可以完成对三相无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据。
图 2 系统Simulink 仿真所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真。
系统由一个380v的直流电源供电，经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM正弦脉宽调制。
三相逆变器设计与仿真
三相逆变器设计与仿真首先，三相逆变器的设计需要考虑的关键技术包括：控制策略、功率电子器件选择和电路拓扑结构设计。
控制策略是三相逆变器设计的核心。
常用的控制策略包括：SPWM （Sinusoidal Pulse Width Modulation）控制和SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）控制。
SPWM控制是将正弦波进行离散采样，计算每个采样点的占空比，从而实现输出交流电流的控制。
而SVPWM控制则是通过对三相电压向量空间的矢量合成来实现电压输出的控制。
在设计过程中，需要根据具体应用场景和系统要求选择合适的控制策略。
功率电子器件的选择对逆变器的性能和效率有很大影响。
目前常用的功率器件有IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）和MOSFET （Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）。
IGBT具有工作电压高、开关速度快等优点，适用于高功率逆变器设计。
而MOSFET则具有开关速度快、体积小等优点，适用于低功率逆变器设计。
在设计过程中，应根据具体应用场景和逆变器功率需求选择合适的功率电子器件。
电路拓扑结构设计对逆变器的效率和可靠性有很大影响。
常见的三相逆变器拓扑包括：全桥逆变器、半桥逆变器和三电平逆变器。
全桥逆变器拓扑结构简单，适用于小型逆变器设计；半桥逆变器则可以减小功率器件的开关压力，提高能量转换效率；三电平逆变器则可以实现更高质量的输出电压波形。
在设计过程中，需要根据具体需求选择合适的电路拓扑结构。
针对三相逆变器的设计和仿真，可以借助于电路设计和仿真软件进行。
常见的软件包括PSIM、MATLAB/Simulink等。
通过使用这些软件，可以进行电路搭建、参数设置和性能仿真，从而验证设计方案的可行性和优劣。
在进行三相逆变器的设计和仿真时，还需注意以下几个方面。
三相电压型桥式逆变电路设计及仿真
三相电压型桥式逆变电路设计及仿真摘要：在电力电子这门技术短短几十年的发展历程中,这门技术应用于工业、电力、铁路、通信、城轨、电网、航天航空等多个领域。
逆变器作为电力电子重要转换装置，即将直流电转变成交流电，往往在其中利用不同的开断控制器件可以在不同场合下满足各种用户的需求。
关键词：三相；电压型桥式；逆变器；电路设计；引言逆变技术是一种应用功率半导体器件将直流电变换为交流电的变流技术。
随着电力半导体器件的发展，逆变技术广泛应用于航空、电动汽车、新能源和并网逆变等方面。
由电力电子功率半导体器件组成的逆变电路是逆变器中的核心部分，由于功率器件处于不停的开关状态，导致逆变电路成为系统的薄弱装置，是主要的失效组件。
在整个逆变系统中，任何一个器件的故障或者损坏都会导致整个电路甚至系统的瘫痪，造成严重的安全事故或经济损失，因此提高功率器件的可靠性是提高整个逆变系统可靠性的重要环节。
1三相逆变器结构本文所研究的三相逆变器采用三相三线制结构，如图1所示，其中Lf和Cf分别为LC滤波器的滤波电感和滤波电容。
三相三线制结构无法直接为单相负荷供电，可采用附加△/Y变压器等方法引出中线。
当负荷为不平衡或非线性负荷时，对图1所示结构来说，电压控制目标是保证三相输出线电压对称。
图1三相逆变器结构2电路设计论文中所探讨的三相电压型桥式逆变器电路，选用一个额定输出功率为3KVA的三相逆变器为主要实验对象。
该实验对象的主要参数如下：（1）直流输入电压：DC800V（2）输出线电压：AC220V±2%（3）输出相电压：AC160V±2%（4）额定输出频率：50HZ（5）额定功率因素：COSφ=0.8（6）额定输出功率：3KVA（7）总谐波畸变率＜5%（8）该实验对象的额定输出功率为3KVA，因为三相电压型桥式逆变器的电路结构为三相对称型，所以可知其每一相的输出功率都为额定功率的1/3。
再根据额定电流的计算公式，可以得到其额定输出电流为：又知道其功率因素，则可得到每相的无功电流Iq和有功电流Ip分别为：在电路运行的时候，要综合考虑多种情况。
三相并网逆变器 设计与仿真
《电气工程综合训练III》报告设计题目：三相并网逆变器分析、设计与仿真专业班级：学生姓名：学生学号：指导老师：许完成日期：2016年1月13日江苏大学·电气信息工程学院1.训练题目：三相并网逆变器分析、设计与仿真2.训练目标：通过本课程的综合训练，掌握电力电子变换器及其控制系统的数学建模、性能分析、参数设计和基于PSIM软件的仿真验证，为后续毕业设计及未来工作与科研奠定一定的电气工程综合实践基础。
3.训练内容：三相并网逆变器的并网原理与数学模型，基于PI控制器的矢量控制策略及参数设计，三相SVPWM调制技术，三相软件PLL技术及参数设计，三相并网逆变器系统的PSIM仿真分析。
N4.训练要求：独立完成训练内容，正确分析工作原理，合理设计相关参数，正确搭建仿真模型，有效获得仿真结论，作业封面全班统一，文字图表布局整齐，采用A4纸张打印并装订。
一、新能源发电与并网技术新能源是指传统能源之外的各种形式能源，包括太阳能、风能、水能、地热能、生物质能和海洋能。
新能源发电是指某些中小型发电装置靠近用户侧安装，它既可以独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也能直接接入配网，与公共电网一起为用户提供电能。
新能源发电主要包括：光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池、水能发电系统、海洋能发电系统、地热能发电系统、生物质发电装置以及储能装置等。
根据用户及使用目的的不同，新能源发电可用于备用电站、电力调峰、冷热电联供以及边远地区的独立供电等多种用途。
中小容量燃气轮机发电、风力发电机组以及以直流电形式存在的太阳能光伏电池、燃料电池等分布式电源发出的电能无法直接供给交流负荷，须经一定的接口并网。
分布式发电并网接口方式分电力电子逆变器接口和常规旋转电机接口类，前者在体积、重量、变换效率、可靠性、电性能等方面均优于后者，目前主要装置是并网逆变器。
逆变器的拓扑结构是关键，关系到逆变器的效率和成本。
一方面新能源大规模并网要求电网不断提高适应性和安全稳定控制能力，主要体现在：电网调度需要统筹全网各类发电资源，使全网的功率供给与需求达到实时动态平衡，并满足安全运行标准；电网规划需要进行网架优化工作，通过确定合理的大规模新能源基地的网架结构和送端电源结构，实现新能源与常规能源的合理布局和优化配置；输电环节需要采用高压交／直流送出技术，提升电网的输送能力，降低输送功率损耗。
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。
三相桥式电压型逆变器电路的建模与仿真实验
三相桥式电压型逆变器电路的建模与仿真实验摘要：本文在对三相桥式电压型逆变电路做出理论分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相桥式电压型逆变电路的仿真模型并对其进行分析与研究，用MATLAB 软件自带的工具箱进行仿真，给出了仿真结果，验证了所建模型的正确性。
关键词：逆变；MATLAB；仿真第一章概述1.1电力电子技术顾名思义，可以粗略地理解，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。
电力电子技术中所变换的"电能"和"电力系统"所指的"电力"是有一定差别的。
两者都指"电能"，但后者更具体，特指电力网的"电力"，前者则更一般些。
具体地说，电力电子技术就是对电能进行变换和控制的电子技术。
更具体一点，电力电子技术是通过对电子运动的控制对电能进行变换和控制的电子技术。
其中，用来实现对电子的运动进行控制的器件叫电力电子器件。
目前所用的电力电子器件均由半导体材料制成，故也称电力半导体器件。
电力电子技术所变换的"电力"，功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦，也可以小到数瓦甚至是毫瓦级。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换，这是二者本质上的不同。
1.2电力电子技术的应用（1）一般工业中，采用电力电子装置对各种交直流电动机进行调速，一些对调速性能要求不高的大型鼓风机近年来也采用变频装置以达到节能的目的，除此之外，有些对调速没有特别要求的电机为了避免启动时的电流冲击而采用软启动装置，这种软启动装置也是电力电子装置。
电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水以及电镀装置均需要大容量整流电源。
电力电子产品还大量应用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
完整版三相SPWM逆变器仿真
三相SPWM逆变器仿真、原理分析1、基本原理按照输出交流电压半周期内的脉冲数，脉宽调制（PWM）可分为单脉冲调制和多脉冲调制；按照输出电压脉冲宽度变化规律，PWM可分为等脉宽调制和正弦脉宽调制（SPWM）。
等脉宽调制产生的电压波形中谐波含量仍然很高，为了使输出电压波形中基波含量增大，应选用正弦波作为调制信号U R。
这是因为等腰三角形的载波U T上、下宽度线性变化，任何一条光滑曲线与三角波相交时，都会得到一组脉冲宽度正比于该函数值的矩形脉冲。
而且在三角载波U T不变条件下，改变正弦调制波U R的周期就可以改变输出脉冲宽度变化的周期；改变正弦调制波U R的幅值，就可改变输出脉冲的宽度，进而改变U D中基波U DI的大小。
这就是正弦脉宽调制（sine pulse widthmodulated,SPWM）。
2、正弦脉宽调制方法（此处仅介绍了采样法）SPWM是以获得正弦电压输出为目标的一种脉宽调制方式。
这里就以应用最普遍的三相电压源型逆变电路来讨论SPWM具体实现方法。
下图就是三相电压源型PWM逆变器主电路结构图：图一1上图为一三相电压源型PWM逆变器，VT1~VT6为高频自关断器件，VD1~VD6为与之反并联的快速恢复二极管，为负载感性无功电流提供通路。
两个直流滤波电容C串联接地，中点0可以认为与三相Y接负载中点0等电位。
逆变器输出A、B C三相PWM 电压波形取决于开关器件VT1~VT6上的驱动信号波行，即PWM的调制方式。
假设逆变电路采用双极性SPWM控制，三相公用一个三角形载波U T,三相正弦调制信号U RA、U RB、U RC互差120°,可用A相来说明功率开关器件的控制规律，正如下图中所示。
当U RA>U T时，在两电压的交点处，给A相上桥臂元件VT1导通信号、下桥臂元件VT4关断信号，则A相与电源中点0'间的电压U AO'E/2。
当U RA<U T时，在两电压的交点处给VT4导通信号、VT1关断信号，则U AO'-E/2。
三相光伏并网逆变器的设计与仿真
在软件控制方面介绍了空间矢量ＰＷＭ的控制算法：并且熟悉了在ＣＣＳ下对ＤＳＰ 芯片进行程序设计与调试的方法；对于ＭＰＰＴ算法，本节首先详细分析了两种常用的 方法，在此基础上提出自己的方法见解。
本文的最后就利用ＭＡＴＬＡＢ进行电力电子仿真进行了初步的试探，希望对于以 后的工作有所帮助。
关键词：太阳能、光伏、并网发电、逆变器、ＤＳＰ、ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７、空间矢量 ＰＷＭ、ＭＰＰＴ、ＭＡＴＬＡＢ、仿真
Ｉｌ
第一章绪论
第一章绪论
１．１世界、中国的能源消费现状及环境问题
一、首先，让我们回顾一下世界能源消费的发展状况。
１９世纪７０年代的产业革命以来，化石燃料的消费急剧增大。初期主要以煤炭 为主，进入２０世纪以后，特别是第二次世界大战以来，石油以及天然气的开采与 消费开始大幅度的增加，并以每年２亿吨的速度持续增长。虽然经历了本世纪７０ 年代两次石油危机，石油价格高涨，但石油的消费量却不见有丝毫减少的趋势。对 此，世界能源结构不得不进行相应变化，核能、水力、地热等其他形式的能源逐渐 被开发和利用。特别是在第二次世界大战中开始被军事所利用的原子核武器副产品 的核能发电得到了和平利用之后，其规模不断得到发展【１】。很多国家现已进入了原 子能时代。如在日本，发电的４０％靠核能来解决。那么，当今世界的能源消费状况 又是怎样的呢？以１９９４年为例，世界能源的总消费量以石油换算为７９亿８０００万 吨，其中石油占３９．３％、煤炭占２８．８％、天然气占２１．６％，这样化石燃料的消费量 占３％。日本作为世界主要工业国家之一，每年能源的消费量约占世界总量的６．５％， 其中化石燃料占８２．４％。尽管在新能源开发方面正在进行努力，包括水力发电，比 例也仅占５％，前景不容乐观１２Ｊ。
相逆变器设计与仿真
三相逆变器设计与仿真1.设计数据要求输出电压V 0：220V输出频率f ：50HZ负载功率因数cos φ：过载倍数：倍输出功率P 0：6KVA负载参数的计算负载输出部分电路图，如图所示负载输出电路负载电阻最小值计算当cos φ=1时，负载电阻计算计算公式为公式（3-1）；当cos φ=时，负载电阻计算公式为公式（3-2）Ω=÷=÷=8.07000622022o o p V R （3-1） Ω=⨯==10.088.00006220P 22ϕCOS V R O O （3-2） 负载电感最小值计算负载无功功率1L Q 为负载电感感抗1L Z 为负载电感L1为滤波电容计算滤波电容与负载并联，对逆变电路输出电流影响较大，所以设计滤波电路时选择滤波电容取滤波电容容抗等于负载电感感抗的2倍滤波电容容抗C Z 为滤波电容C 为实际取值120uF,由12个10uF 的电容构成电容阻抗实际值 1C Z 为无隔离变压器时，逆变器输出电流有效值长期最大电流（长）O I 为短期最大电流短）(0I 为无隔离变压器时，逆变器输出电流峰值长期电流峰值长）(OP I 为短期电流峰值短）(OP I 为三相逆变器电路三相逆变电路滤波电感计算1.滤波电感的作用1).减小输出电压的谐波电压 2).保证滤波电压的传输2.设计滤波器时应该注意以下问题1).滤波电路固有频率应远离输出电压中可能出现的谐波频率（例60倍频）2).LC 2ω应该远小于1（即12<<LC ω) 3).RL ω应较小 根据设计滤波器时要注意的问题要求而选择5.1=L ω滤波电感L 为实际取值为5mH所以滤波电感感抗L Z 为滤波电路的固有频率'f 为10923.02<<=LC ω满足要求逆变电路输出电压滤波及负载部分电路图，如图所以滤波及负载部分电路图在过载倍的情况下：1cos =ϕ时（即纯阻性）电感电流L I 与R I 间的夹角θ为电感电流L I 为电感L 上的压降L V ∆为逆变电路的输出电压i V 为8.0cos =ϕ时（即阻感性）负载电感电流1L I 与滤波电容电流C I 之差为C L I I -1与R I 之间的夹角θ为电感电流L I 为电感L 上的压降为L V ∆为逆变电路的输出电压i V 为主开关器件的耐压主开关器件的耐压根据所有工作情况下的最高电压考虑，主开关器件所承受的最高电压一般出现在输入电压最高、输出负载最轻时，选主开关器件耐压为实际工作电压的2倍。
三相并网逆变器设计与仿真
《电气工程综合训练III》报告设计题目：三相并网逆变器分析、设计与仿真专业班级：学生姓名：学生学号：指导老师：许完成日期：2016年1月13日江苏大学·电气信息工程学院1.训练题目：三相并网逆变器分析、设计与仿真2.训练目标：通过本课程的综合训练，掌握电力电子变换器及其控制系统的数学建模、性能分析、参数设计和基于PSIM软件的仿真验证，为后续毕业设计及未来工作与科研奠定一定的电气工程综合实践基础。
3.训练内容：三相并网逆变器的并网原理与数学模型，基于PI控制器的矢量控制策略及参数设计，三相SVPWM调制技术，三相软件PLL技术及参数设计，三相并网逆变器系统的PSIM仿真分析。
N4.训练要求：独立完成训练内容，正确分析工作原理，合理设计相关参数，正确搭建仿真模型，有效获得仿真结论，作业封面全班统一，文字图表布局整齐，采用A4纸张打印并装订。
一、新能源发电与并网技术新能源是指传统能源之外的各种形式能源，包括太阳能、风能、水能、地热能、生物质能和海洋能。
新能源发电是指某些中小型发电装置靠近用户侧安装，它既可以独立于公共电网直接为少量用户提供电能，也能直接接入配网，与公共电网一起为用户提供电能。
新能源发电主要包括：光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池、水能发电系统、海洋能发电系统、地热能发电系统、生物质发电装置以及储能装置等。
根据用户及使用目的的不同，新能源发电可用于备用电站、电力调峰、冷热电联供以及边远地区的独立供电等多种用途。
中小容量燃气轮机发电、风力发电机组以及以直流电形式存在的太阳能光伏电池、燃料电池等分布式电源发出的电能无法直接供给交流负荷，须经一定的接口并网。
分布式发电并网接口方式分电力电子逆变器接口和常规旋转电机接口类，前者在体积、重量、变换效率、可靠性、电性能等方面均优于后者，目前主要装置是并网逆变器。
逆变器的拓扑结构是关键，关系到逆变器的效率和成本。
一方面新能源大规模并网要求电网不断提高适应性和安全稳定控制能力，主要体现在：电网调度需要统筹全网各类发电资源，使全网的功率供给与需求达到实时动态平衡，并满足安全运行标准；电网规划需要进行网架优化工作，通过确定合理的大规模新能源基地的网架结构和送端电源结构，实现新能源与常规能源的合理布局和优化配置；输电环节需要采用高压交／直流送出技术，提升电网的输送能力，降低输送功率损耗。
三相逆变器仿真
学号：0121111360719课程设计题目三相逆变器仿真学院自动化学院专业自动化班级自动化1103班姓名黄诚指导教师吴勇2014 年 1 月9 日目录1概述及设计要求 (1)1.1概述 (1)1.2设计要求 (1)2方案比较及认证 (2)2.1升压电路模块方案选择 (2)2.2逆变电路方案选择 (2)2.3闭环反馈电路设计 (2)2.4总体电路方案设计 (2)3系统原理说明 (4)3.1升压斩波电路 (4)3.2三相电压型桥式逆变电路 (4)3.3SPWM逆变器的工作原理 (5)3.4S IMULINK仿真环境 (5)4 仿真建模 (7)4.1升压斩波电路仿真建模 (7)4.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (8)4.3闭环反馈电路仿真建模 (8)4.4三相逆变电源总体电路仿真建模 (9)5仿真结果 (11)5.1直流升压斩波电路仿真结果 (11)5.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (11)5.3闭环反馈电路仿真实现结果 (12)5.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (13)6总结 (15)参考文献 (16)三相逆变器仿真1 概述及设计要求1.1 概述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。
电力电子技术的应用范围十分广泛，它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。
PWM控制技术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，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）；面积等效原理是PWM技术的重要基础理论。
本文主要通过对逆变电源的Matlab仿真，研究逆变电路的输入输出及其特性，以及一些参数的选择设置方法。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
三相逆变器仿真(DOC)
学号：0121111360719课程设计题目三相逆变器仿真学院自动化学院专业自动化班级自动化1103班姓名黄诚指导教师吴勇2014 年 1 月9 日目录1概述及设计要求 (1)1.1概述 (1)1.2设计要求 (1)2方案比较及认证 (2)2.1升压电路模块方案选择 (2)2.2逆变电路方案选择 (2)2.3闭环反馈电路设计 (2)2.4总体电路方案设计 (2)3系统原理说明 (4)3.1升压斩波电路 (4)3.2三相电压型桥式逆变电路 (4)3.3SPWM逆变器的工作原理 (5)3.4S IMULINK仿真环境 (5)4 仿真建模 (7)4.1升压斩波电路仿真建模 (7)4.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (8)4.3闭环反馈电路仿真建模 (8)4.4三相逆变电源总体电路仿真建模 (9)5仿真结果 (11)5.1直流升压斩波电路仿真结果 (11)5.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (11)5.3闭环反馈电路仿真实现结果 (12)5.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (13)6总结 (15)参考文献 (16)三相逆变器仿真1 概述及设计要求1.1 概述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。
电力电子技术的应用范围十分广泛，它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。
PWM控制技术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，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）；面积等效原理是PWM技术的重要基础理论。
本文主要通过对逆变电源的Matlab仿真，研究逆变电路的输入输出及其特性，以及一些参数的选择设置方法。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
电力电子装置课程设计--三相逆变器matlab仿真
目录三相逆变器Matlab仿真研究 (2)1摘要 (2)2方案论证 (3)2.1 设计任务及要求 (3)2.2 思路分析 (3)3 升压电路图及其仿真 (3)3.1 升压斩波电路 (3)3.2 仿真演示 (4)4 三相逆变电路及其仿真 (6)4.1三相逆变电路 (6)4.2 仿真演示 (7)5 整体仿真 (8)6 小结 (12)参考文献 (13)三相逆变器Matlab仿真研究1摘要现代工业、建通运输、军事装备、尖端科学的进步以及人类生活质量和生存环境的改善都依赖于高平品质的电能。
电力电子技术为电力工业的发展和电力应用的改善提供了先进技术，它的核心是电能形式的变换和控制，并通过电力电子装置实现其应用。
电力电子装置的只要类型有AC/DC变换器、DC/DC变换器、DC/AC变换器、AC/AC 变换器、静态开关。
电力电子装置在供电电源、电机调速、电力系统等方面都得到了广泛的应用，本文介绍交流电源装置中的逆变电源。
逆变器也称逆变电源，是将直流电能转变成交流电能的变流装置。
本文主要通过对逆变电源的Matlab仿真，研究逆变电路的输入输出及其特性，以及一些参数的选择设置方法，从而为以后的学习和研究奠定基础，同时也学习使用Matlab软件的Simulink集成环境进行仿真的相关操作。
关键词：电力电子、matlab、simulink。
2方案论证2.1 设计任务及要求条件：输入直流电压：110V。
要求完成的主要任务:1、输出220V三相交流电。
2、建立三相逆变器Matlab仿真模型。
3、进行仿真实验，得到三相交流电波形。
2.2 思路分析1、可以先对110V直流电进行升压，然后三相逆变2、先对110进行逆变成三相交流电，然后利用电压器或者AC/AC变换电路使三相交流电达到要求指标由于直接将110V直流电进行三相逆变得到的交流电压较低，再进行升压会造成过多的谐波，故弃用此方案，选用方案1。
升压电路采用boost直流斩波升压电路通过改变占空比对直流电压进行调节升压，逆变电路采用三相全桥电路作为主电路，若此时三相交流电仍得不到220V电压幅值，在线路中采用三相变压器进行升压或者降压。
三相电压型逆变器的仿真设计
1 引言1.1 课题由来和探究的意义在近几十年的发展中，逆变电路的应用变的越来越广泛。
但是现实中如蓄电池、太阳能电池等都是直流电，而在工厂、家庭、交通等领域所用的电中交流电占据了很大的比例，为了能够给这些负载提供所需电源，就需要使用逆变电路[1]。
随着电力电子学以及微电子技术的不断创新，相对于传统的电压型逆变电路，采用了脉冲调制技术不仅可以把直流变成交流，同时还能够进行调压、调频。
作为一个不断创新的革命力量，凭借着可靠性、成本性能和高效节能等优势，逆变电路拥有广阔的市场和发展前景[2]。
可以说正是由于逆变电路的不断发展，脉冲宽度调制技术才有了长足的发展，并在电力电子技术领域中取得了至关重要的地位。
又由于大功率电子设备结构比较复杂，如果直接对装置进行逆变实验，费用是相当昂贵而且很费时间，因此在发展的过程中，我们需要利用计算机仿真技术，对设备的运行机制和特点进行有效性的试验，以达到预测问题并解决问题的同时缩短研制时间的目的。
而Matlab软件拥有强大的数值计算功能以及直观的Simulink仿真平台，使得复杂电力电子装置在建模仿真方面成为可能。
1.2 研究方法和内容本课题将针对现今社会对逆变式电源的需求，按照设计思路对逆变过程进行剖析，然后利用Matlab仿真软件对逆变系统进行了设计、建模、Matlab 的仿真与谐波分析等。
在此之前还会对设计过程所需要的原理进行一定的分析，以及对所要用的元器件的也会简要介绍一下。
1.3 本章小结本次设计根据选题表中的要求，对系统和最终成果进行大体的描述。
阐述了本课题的由来与研究意义以及所要实现的目的和要求。
2 SPWM逆变器原理与分析2.1 SPWM原理在逆变电力系统中尤其是在中、小型的逆变电力系统中，PWM调制技术的使用是非常广泛的。
然所谓的PWM控制技术就是脉宽调制控制技术，其原理就是利用全控型电力电子器件(本课题选用的是IGBT)的通断，把直流电压逆变成具有一定形状的能够满足输出需求的电压脉冲序列，从而在惯性电路中实现输出电压的变压、变频控制的目的，同时还会在一定程度上消除谐波，这种技术简称为PWM控制技术。
我的三相逆变器Matlab仿真研究
三相逆变器Matlab仿真研讨1计划选择1.1 课程设计请求本次课程设计请求对逆变电源进行Matlab仿真研讨,输入直流电压为110V,输出为220V三订交换电,树立三相逆变器Matlab仿真模子,进行仿真试验,得到三订交换电波形.1.2 实现计划肯定因为请求的输出为220V,50HZ三订交换电,显然不克不及直接由输入的110V直流电逆变产生,需将输入的110V直流电压经由过程升压斩波电路进步电压,再经由逆变进程及滤波电路得到请求的输出.依据教材所学的,可以采取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,得到三订交换电,同时采取SPWM掌握技巧,使其频率为50HZ.斩波电路有脉冲宽度调制.频率调制和混杂型三种掌握方法.在此应用第一种掌握方法,这种方法也是应用最多的办法.经由过程掌握开关器件的通断实现电能的储存和释放进程,输出旌旗灯号为方波,调节脉宽可以掌握输出的电压的大小.依据直流侧电源性质不合,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.PWM掌握方法有两种,一种是在调制波的半个周期内三角载波只在正极性或负极性一种极性规模内变更,所得到的PWM波形也只在单个极性规模变更的单极性PWM掌握方法,另一种是双极性掌握方法,其在调制波的半个周期内三角载波不再是一种极性,而是有正有负,所得的PWM波也是有正有负.对于三相桥式PWM逆变电路,一般采取双极性掌握方法.该电路的输出含有谐波,滤波电路采取RLC滤波电路.直流斩波电路采取PWM斩波掌握,输出的方波经由滤波电路后变成直流电送往逆变电路.逆变采取PWM逆变电路,采取SPWM作为调制旌旗灯号,输出PWM波形,再经由滤波电路得到220V.50Hz三订交换电,体系总体框图如图1所示.图1 体系总体框图2各模块道理2.1 升压斩波电路升压斩波电路如下图2所示.假设L值.C值很大,V通时,E向L充电,充电电流恒为I1,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通的时光为t on,此阶段L断时,E和L配合向C充电并向负载R供电.设V则此时代电感L释稳态时,一个周期T中L蓄积能量与释放能量相等,即化简得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,将升压比的倒数记作β,则故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感化,并且电容C可将输出电压保持住.图2 升压斩波电路道理图2.2 三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路如下图3所示.PWM三相的调制旌旗灯和W各相功率开关器件的掌握纪律雷同,现以U相为例来解释.,,给下桥臂U,导通讯号,关断旌旗灯号,则.号时,,,这要由阻感负载中电流的偏素来决议.V相和W相的掌握方法都和U相雷同..图3三相电压型桥式逆变电路电路的相干波形如图4所示图4三相桥式PWM 逆变电路波形SPWM 波的应用道理在调制旌旗灯号u r 和载波旌旗灯号u c 的交点时刻掌握各开关器件的通断.在u r 的半个周期内,三角波载波有正有负,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±U d 两种电平.在u r 的正负半周,对各开关器件的掌握纪律雷同.当u r >u c 时,V 1和V 4导通,V 2和V 3关断,这时如i o >0,则V 1和V 4通,如i o <0,则VD 1和VD 4通,当u r <u c 时,V 2和V 3导通,V 1和V 4关断,这时如i o <0,则V2和V3通,如i o >0,则VD 2和VD 3通,如许就得到了正弦旌旗灯号与三角载波的比较波形即SPWM 波,此波形在后果上等效于调制波.其波形如图5所示.图5双极性PWM 掌握方法波形t t将正弦半波算作是由N个彼此相连的脉冲宽度为p/N,但幅值顶部曲直线且大小按正弦纪律变更的脉冲序列构成的.把上述脉冲序列应用雷同数目的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和响应正弦波部分的中点重合,且使矩形脉冲和响应的正弦波部分面积（冲量）相等,这就是PWM波形.对于正弦波的负半周,也可以用同样的办法得到PWM波形.脉冲的宽度按正弦纪律变更而和正弦波等效的PWM波形,也称SPWM（Sinusoidal PWM）波形.PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种,由直流电源产生的PWM波平日是等幅PWM波.基于等效面积道理,PWM波形还可以等效成其他所须要的波形,如等效所须要的非正弦交换波形等.因为各脉冲的幅值相等,所以逆变器可由恒定的直流电源供电.2.4 Simulink仿真情形Simulink是Matlab的仿真集成情形,是一个实现动态体系建模.仿真的集成情形.它使Matlab的功效进一步加强,重要表示为：①模子的可视化.在Windows情形下,用户经由过程鼠标就可以完成模子的树立与仿真;②实现了多工作情形间文件互用和数据交换;③把理论和工程有机联合在一路.应用Matlab下的Simulink软件和电力体系模块库(SimPowerSystems)进行体系仿真是十分简略和直不雅的,用户可以用图形化的办法直接树立起仿真体系的模子,并经由过程Simulink情形中的菜单直接启动体系的仿真进程,同时将成果在示波器上显示出来.本文重要经由过程对逆变电源的Matlab仿真,研讨逆变电路的输入输出及其特征,以及一些参数的选择设置办法,从而为今后的进修和研讨奠基基本,同时也进修应用Matlab软件的Simulink集成情形进行仿真的相干操纵.3 Matlab仿真建模依据体系总体框图,可将其分为PWM升压斩波电路和三相逆变电路（含滤波电路）,而在三相逆变电路中,SPWM的感化很重要,会单独进行一些解释,下面分离对它们进行仿真建模.3.1 斩波电路Matlab仿真建模斩波电路我采取了升压斩波电路,MATLAB仿真模子如图6所示,道理前面也讲得很清晰了.电路输出的电压还要经逆变后滤波,故对波形的请求不是很高,与负载并联的电容C取很大,就可以达到滤波的目标,是以不需别的添加滤波电路.该电路中开关器件用IGBT,掌握IGBT的波形由PWM脉冲生成器Pulse Generator产生,Pulse Generator在Simulink Library Browser的Simulink下拉菜单Sources类别中.绘制仿真图时,打开Simulink Library Browser,可以在分类菜单中查找所需元件,也可以直接在查找栏中输入元件名称,如Pulse Generator,双击查找.找到元件后直接将其拖到新建Model文件窗口中即可.电路中其他元件按以上办法找出,放入Model 文件窗口中.个中电阻.电感和电容元件,选择SimPowerSystems下拉菜单Elements类别中的Series RLC Branch,放入窗口后,双击该图标,在Branch Type中选择响应类型,如电阻选R,电感选L,选择完毕后单击OK按钮.放齐元件后,按起落压斩波电路道理图衔接电路,为了便利不雅察输出,应在输出端加上电压测量装配Voltage Measurement,并在Simulink下拉菜单Commonly Used Blocks类别中选择Scope,即示波器,以不雅测输出电压波形.图6 升压斩波电路MATLAB仿真模子3.2 逆变电路仿真建模3.2.1 逆变电路的Matlab模子如图7所示,为逆变电路的Matlab的仿真模子.此电路采取了三相逆变桥集成块Universal Bridge 3 arms,滤波电路也已由Three-Phasse Parallel RLC Load模块构成,不需另加滤波电路.对于SPWM掌握波的生成,因为这一个模块根本上是全部逆变电路的焦点,直接用Matlab自带的模块集成电路,固然也可以实现这一功效,但是显然没有对SPWM波的生成有一个比较深刻的懂得,下面会对SPWM波的生成,即下面仿真图中的pwm subsystem进行具体的解释.图7 逆变电路的Matlab的仿真模子3.2.2 SPWM波的Matlab仿真模子等腰三角形载波的Matlab仿真如下图8所示图8等腰三角形载波的Matlab仿真模子其波形如下图9所示图9 三角形载波图形生成等腰三角形载波的S函数如下function [sys,x0,str,ts] = sanjiaowave(t,x,u,flag,A,Freq) switch flag,case 0,[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;case 1,sys=mdlDerivatives(t,x,u);case 2,sys=mdlUpdate(t,x,u);case 3,sys=mdlOutputs(t,x,u,A,Freq);case 4,sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u);case 9,sys=mdlTerminate(t,x,u);otherwiseerror(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);endfunction [sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizessizes = simsizes;sizes.NumContStates = 0;sizes.NumDiscStates = 0;sizes.NumOutputs = 1;sizes.NumInputs = 1;sizes.DirFeedthrough = 1;sizes.NumSampleTimes = 1; % at least one sample time is needed sys = simsizes(sizes);x0 = [];str = [];%% initialize the array of sample times%ts = [0 0];function sys=mdlDerivatives(t,x,u)sys = [];function sys=mdlUpdate(t,x,u)sys = [];function sys=mdlOutputs(t,x,u,A,Freq)%直接在输出函数部分编写三角波的代码T=1/Freq; %求三角波周期m=rem(u,T); %u为外部输入时光信息,rem为求余函数K=floor(u/T); %floor为向零取整r=4*A*Freq;c=T/2;if ((m>=0)&(m<c))sys =r*(u-(K+0.25)*T);elseif ((m>=c)&(m<=T))sys=-[r*(u-(K+0.75)*T)];elsesys=A;endfunction sys=mdlGetTimeOfNextVarHit(t,x,u)sampleTime =1; % Example, set the next hit to be one second later.sys = t + sampleTime;function sys=mdlTerminate(t,x,u)sys = [];% end mdlTerminateSPWM波的Matlab仿真模子如下图10所示图10 SPWM波的Matlab仿真模子SPWM波的Matlab仿真波形如下图11所示图11 SPWM波的Matlab仿真波形3.3 逆变电源仿真建模将斩波电路的输出接到逆变电路的输入,就得到逆变电源仿真模子,如图12所示.图12逆变电源仿真模子4 仿真波形打开斩波电路窗口,依据参考材料设置初试参数,设置时双击元件图标.输入直流电设为100V,开关器件IGBT和二极管Diode应用默认参数.负载电感L=6e-04H（即0.6mH）,电容C=3e-05F（即30uF）.设置PWM 产生器周期Period为0.0001s,占空比Pulse Width(% of period)为75.7%,其他参数不变.单击Start simulation按键,开端仿真,双击示波器Scope,不雅察输出波形图.此时输出波形中断等副震动,且幅值太高,很不睬想.剖析知起落压斩波电路中电感和电容值均应很大,将电容值改为600uF （C=6e-04F）,电感值为 4.2mH,不雅察波形,如图13 所示,输出电压约0.2s后稳固在435V.经由过程几回调节各元件参数发明,转变电感和电容的值,输出电压稳固值也在变更.电容的感化主如果使输出电压保持住,电容值过小输出波形会中断震动,应取较大,但过大的电容值会使输出电压稳固的时光太长.依据以上纪律重复转变各元件参数,直到得到知足的成果.图13 斩波电路仿真波形4.2 逆变电路仿真波形在SPWM中三角载波的频率为1000HZ,因为本次课程设计所须要的调制波为50HZ,而依据当载波比为20时,逆变电路输出的波形中谐波含量最小.所以取三角载波的频率为1000HZ.其幅值为1V,调制所须要的正弦波由Matlab自带的函数库产生.其频率当然为50HZ,幅值设为1V,其产生的SPWM波形在上面已给出,变压器（Transformer）中的绕组参数（Winding parameters）,其变比为 1.Three-Phasse Parallel RLC Load模块,在电路中起着很重要的感化,其一是作为后级滤波电路,滤除SPWM波中正弦基波中含有的高次谐波,若没有其滤波感化得到的波形为SPWM波,其不含有低次谐波,谐波重要散布在载波频率以及载波频率整数倍邻近.其二是作为逆变电路的负载.在现实应用时,对于IGBT等全控器件须要加上驱动电路.其输出波形如下图14所示.图14 逆变电路仿真波形4.3 逆变电源仿真实现起首应将斩波电路的输出电压调到450V阁下,再对逆变电源进行仿真.重复调节参数知当斩波电路中PWM脉冲生成器的占空比达到75.7%时,输出的直流电压约为435V,此时的波形如图15所示,输出电压先大幅震动,大约0.2s后,稳固在435V阁下.图15 逆变电源斩波输出波形转变逆变电源仿真模子中的参数到请求值,单击Start simulation按键开端仿真,图16为逆变电源输出波形.从图可知,逆变电源输出三订交换电相电压波形幅值为311V,各相电压互差120°,周期为0.02s即频率为50Hz.第一个波形会消失掉,因为电路到正常的响应须要一段时光,但从后续波形看,仿真成果照样知足义务请求的.图16 逆变电源输出三订交换电相电压波形5 心得领会本次课程设计分为以下四个部分,计划选择,模块道理剖析,仿真模子以及仿真成果.起首对于计划选择,对于课设给出的110V电压,产生220V的三订交换电压,直接逆变显著不知足请求,所以起首以升压斩波电路晋升直流电压至知足请求的必定值,然后再进行逆变,如许就可以知足课设请求了,对于Matlab仿真模子的树立,确切消费了大量的时光和精神,固然对Matlab已经谈不上生疏,但是Matlab功效太壮大,各类仿真模块库繁多,对于SPWM波的产生,在网上查找了许多材料,总算是得出了准确的成果,在这个进程中,我也学会了许多,特殊是S函数的仿真,S函数确切有其独到之处,仿真进程中不免碰到许多问题,但万幸,固然花了很长时光和精神去检讨,但最终仿真图新照样出来了.从这些进程中我看出没有研讨就没有谈话权,只有进行了深刻的研讨,你才干更清晰的懂得它.在画升压斩波电路,逆变电路等模子图的进程中我用到了Matlab软件,再一次的让我重温了用它绘图的感到是最让我愉快的事,记得照样大二时学过的软件课程,但在进修的时刻老是感到差点什么,此次做了课程设计让我明确软件的进修是须要在实践中进行的.在经由进修,就教后,我能轻松的画出本身想要的Simulink仿真图形,特殊是这个Simulink仿真图形还包含S函数的一个模块,这时感到很有成就感.我以为光靠本身一小我的力气是远远不敷的,当本身碰到问题其实解决不了时,可以和同窗配合商量,查找解决办法.正所谓“三人行,则必有我师”.最后,我看着最终的成果,照样以为受益匪浅的.此次课程设计,让我有机遇将教室上所学的理论常识应用到现实中.这是一次对所学常识的整合,一次分解应用,在做课程设计的同时也验证了我们教室上所学的理论常识,对我们今后的工作进修具有很大的指点感化,同时我也明确了在今后的工作中,不但要动脑,还要多进行着手实践.参考文献[1] 杨荫福.段善旭.朝泽云.电力电子装配及体系.北京：清华大学出版社,2006[2] 王维平.现代电力电子技巧及应用.南京：东南大学出版社,1999[3] 王兆安,黄俊.电力电子技巧.北京：机械工业出版社,2008[4] 叶斌.电力电子应用技巧及装配.北京：铁道出版社,1999[5] Robert H.Bishop.Modern Contorl Systems Analysis andDesign-Using MATLAB and Simulation[M].影印版. 北京：清华大学出版社,2008。
- 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)。
三相逆变器设计与仿真
1.设计
数据要求
输出电压V 0：220V
输出频率f ：50HZ
负载功率因数cos φ：0.8-1
过载倍数：1.5倍
输出功率P 0：6KVA
负载参数的计算
负载输出部分电路图，如图所示
负载输出电路
负载电阻最小值计算
当cos φ=1时，负载电阻计算计算公式为公式（3-1）；当cos φ=0.8时，负载电阻计算公式为公式（3-2）
Ω=÷=÷=8.07000622022
o o p V R （3-1） Ω=⨯==10.088.00006220P 2
2
ϕCOS V R O O （3-2） 负载电感最小值计算
负载无功功率1L Q 为
负载电感感抗1L Z 为
负载电感L1为
滤波电容计算
滤波电容与负载并联，对逆变电路输出电流影响较大，所以设计滤波电路时选择滤波电容取滤波电容容抗等于负载电感感抗的2倍
滤波电容容抗C Z 为
滤波电容C 为
实际取值120uF,由12个10uF 的电容构成
电容阻抗实际值 1C Z 为
无隔离变压器时，逆变器输出电流有效值
长期最大电流（长）O I 为
短期最大电流短）(0I 为
无隔离变压器时，逆变器输出电流峰值
长期电流峰值长）(OP I 为
短期电流峰值短）(OP I 为
三相逆变器电路
三相逆变电路
滤波电感计算
1.滤波电感的作用
1).减小输出电压的谐波电压 2).保证滤波电压的传输
2.设计滤波器时应该注意以下问题
1).滤波电路固有频率应远离输出电压中可能出现的谐波频率（例60倍频）
2).LC 2ω应该远小于1（即12<<LC ω) 3).R
L ω应较小 根据设计滤波器时要注意的问题要求而选择5.1=L ω
滤波电感L 为
实际取值为5mH
所以滤波电感感抗L Z 为
滤波电路的固有频率'f 为
10923.02<<=LC ω满足要求
逆变电路输出电压
滤波及负载部分电路图，如图所以
滤波及负载部分电路图
在过载1.5倍的情况下：
1cos =ϕ时（即纯阻性）
电感电流L I 与R I 间的夹角θ为
电感电流L I 为
电感L 上的压降L V ∆为
逆变电路的输出电压i V 为
8.0cos =ϕ时（即阻感性）
负载电感电流1L I 与滤波电容电流C I 之差为
C L I I -1与R I 之间的夹角θ为
电感电流L I 为
电感L 上的压降为L V ∆为
逆变电路的输出电压i V 为
主开关器件的耐压
主开关器件的耐压根据所有工作情况下的最高电压考虑，主开关器件所承受的最高电压一般出现在输入电压最高、输出负载最轻时，选主开关器件耐压为实际工作电压的2倍。
取逆变电路在过载情况下的输出电压的2倍，即225.363*2=450.726V 。
在留有一定裕量下，实际选650V 耐压的开关器件。
输出滤波模型
输出滤波电路图，如图所示
输出滤波电路
根据输出滤波电路写出如下关系式
将式上面公式变换形式后的式下面公式
根据上面公式画出输出滤波仿真模型，如图所示
输出滤波仿真模型
输出电压Vo 与输入电压Vi 的关系式为
三相逆变器的控制策略
在给定输入Vi 与负载扰动输入io 共同作用下下，闭环输出Vo （s ）为
)()1()()()()1()(23232s Io K s K s K rC LCs r Ls s s Vi K s K s K rC LCs K s K s K Vo i P d i P d i P d ++++++-+++++++=
其闭环特征方程)(s D 为
主导极点21、S 为
非主导极点3S 为
期望的特征方程)(s D r 为
根据极点配置法求解，得
r ξ是阻尼比 r ω是自然振荡频率 L 为滤波电感 C 为滤波电容
当8.0=r ξ、3500r =ω、10n =、Ω=6.0r 时，代入到公式中求得
Kp=9.15 Kd=0.02 Ki=20658
双闭环控制系统
将滤波电感电流或滤波电容电流瞬时值作为反馈量引入控制系统，设置电流内化改善系统动态性能
双闭环控制系统仿真模型有三种情况，如图所示
双闭环控制系统仿真模型
如图所示，模型中负载扰动在内环之外，其优点是能方便的实现逆变器的过流保护，但对负载扰动的抗干扰性弱。
双闭环系统闭环特征方程)(s D 为
LC K K s LC K K K K s LC CK K K s LC K rC s s D i
i i P i P i P P p
21122122213241)(++++++++=
四阶系统期望闭环主导极点21、S 为
非主导极点3S 、4S 为
期望的四阶系统特征方程)(r s D 为
根据极点配置法求解，得
将8.0=r ξ 3500=r ω 10==n m Ω=6.0r ，代入公式求得
a0=6.5*10∧9 a1=3*10∧6 a2=700 a3=0.03
K2p=307 K2i=50 K1p=2.521 K1f=5477.543
2．仿真
三相逆变器电路simulink 仿真图
仿真结果。