三相SPWM逆变器的调制建模和仿真

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基于三相并网逆变器SPWM及SVPWM控制的仿真研究

基于三相并网逆变器SPWM及SVPWM控制的仿真研究三相并网逆变器是一种常见的电力电子设备，用于将直流电能转化为交流电能并连接到电网中。

在实际应用中，为了提高逆变器的性能和控制精度，常常采用了SPWM和SVPWM控制策略。

本文对基于三相并网逆变器的SPWM和SVPWM控制进行了仿真研究。

首先，介绍了三相并网逆变器的基本工作原理。

三相并网逆变器由整流器和逆变器两个部分组成。

整流器将电网中的交流电转化为直流电，逆变器将直流电转化为交流电并注入电网中。

同时，逆变器还需要提供电网中的电能质量控制，包括功率因数修正和谐波消除等。

接着，详细介绍了SPWM和SVPWM控制策略。

SPWM控制是一种常见的逆变器控制方法，通过调节逆变器输出电压的幅值和频率来实现对电网的注入电能控制。

SVPWM控制是一种更精确的控制方法，将逆变器输出电压分解为两个三角波信号，并通过调节三角波波形的占空比和相位来精确控制逆变器输出电压。

其优点是能够实现连续变化的电压和频率控制，提高了系统的运行稳定性和效率。

然后，搭建了三相并网逆变器的仿真模型，并分别进行了SPWM和SVPWM控制的仿真实验。

在仿真实验中，选择了逆变器的输出电压波形、频率和相位作为控制目标，通过调节SPWM和SVPWM控制的参数来实现对逆变器输出电压的控制。

仿真结果表明，SVPWM控制相比于SPWM控制具有更高的控制精度和稳定性，在电网注入电能方面效果更好。

最后，对仿真结果进行了分析和讨论。

在仿真实验中，SPWM控制的输出电压存在较大的气动调节误差，而SVPWM控制的输出电压更接近于理想波形，控制精度更高。

此外，SVPWM控制可以实现更高的电压变化速率和更精确的相位控制，更适用于一些对控制精度要求较高的应用场景。

综上所述，基于三相并网逆变器的SPWM和SVPWM控制是一种有效的控制策略。

本文通过仿真研究发现，SVPWM控制相比于SPWM控制具有更高的控制精度和稳定性，可以满足一些对电网注入电能控制要求较高的应用需求。

三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解

三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解随着电力电子技术的发展，SPWM正弦脉宽调制法正逐渐被人们熟悉，这项技术的特点是通用性强，原理简单。

具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波，设计简单，是一种比较好的波形改善法。

它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。

由于大功率电力电子装置的结构复杂，若直接对装置进行实验，且代价高费时费力，故在研制过程中需要借助计算机仿真技术，对装置的运行机理与特性，控制方法的有效性进行试验，以预测并解决问题，缩短研制时间。

MATLAB软件具有强大的数值计算功能，方便直观的Simulink建模环境，使复杂电力电子装置的建模与仿真成为可能。

本文利用MATLAB／Simulink为SPWM逆变电路建立系统仿真模型，并对其输出特性进行仿真分析。

首先介绍的是三相电压型桥式逆变电路原理，其次阐述了SPWM逆变器的工作原理及特点，最后详细介绍了三相电压源SPWM逆变器的建模与仿真结构，具体的跟随小编一起了解一下。

一、三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路如图1所示，电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式也是180导电方式，即每个桥臂的导电角度为180，同一相上下2个桥臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120。

这样，在任一瞬间，将有3个桥臂同时导通。

可能是上面一个臂下面2个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。

因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的，因此也被称为纵向换流。

当urU》uc时，给上桥V1臂以导通信号，给下桥臂V4以关断信号，则U相相对于电源假想中点N的输出电压uUN=Ud／2。

当urU《uc时，给V4导通，给V1关断，则uUN=Ud／2。

V1和V4的驱动信号始终是互补的。

当给V1（V4）加导通信号时，可能是V1（V4）导通，也可能是二极管VD1（VD4）续流导通。

二、SPWM逆变器的工作原理及特点SPWM，他是根据面积等效原理，PWM波形和正弦波是等效的，对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。

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。

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。

三相逆变器SPWM的仿真

目录一摘要 (2)二三项逆变器SPWM调制原理 (2)三SPWM逆变电路及其控制方法 (2)3.1SPWM包括单极性和双极性两种调制方法 (2)3.2调制法 (3)3.3特定谐波消去法 (4)四三相桥式逆变器SPWM调制的仿真型 (5)4.1SUBSYSTEM封装模块 (6)4.2SUBSYSTEM1封装模块 (7)五三相桥式逆变器SPWM调制的仿真波形 (7)六频谱分析 (14)6.1对相电压UN’、VN’、WN’输出电压进行谐波分析 (14)6.2对负载的线电压U UV、U VW、U WU的输出波形进行谐波分析 (16)6.3负载VN的相电压UN、VN、WN输出波形进行谐波分析 (17)七结语 (19)八参考文献 (19)三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真一摘要：在电力电子技术中，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波形（含形状和幅值）。

本论文以三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真为例，通过运用了Matlab/Simulink和Power System Block(PSB)电力系统模块集工具箱仿真环境，对电路进行建模、计算和仿真分析。

通过调节载波比N，用示波器观看输出波形的改变。

另外，采用subplot作出相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，并加以分析。

关键词：PWM 三相逆变器载波比N 示波器仿真波形二三相逆变器SPWM调制原理在采样控制理论中有一个重要的结论：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。

图1中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其效果是相同的，是指环节的输出响应波形基本相同。

重要理论基础——面积等效原理a)矩形脉冲b)三角脉冲c)正弦半波脉冲d)单位脉冲函图1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲三SPWM逆变电路及其控制方法3.1 SPWM包括单极性和双极性两种调制方法（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。

单相和三相逆变器SPWM调制技术的仿真与分析

目录1.引言 .......................................................................................... - 2 -2.PWM控制的基本原理........................................................... - 2 -3.PWM逆变电路及其控制方法............................................... - 3 -4.电路仿真及分析 ...................................................................... - 4 -4.1双极性SPWM波形的产生 . (4)4.2三相SPWM波形的产生 (6)4.3双极性SPWM控制方式单相桥式逆变电路仿真及分析-7-5.双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路和三相逆变电路比较分析 .................................................................................. - 12 -6.结论 ........................................................................................ - 13 -7.参考文献 ................................................................................ - 13 -1. 引言PWM 技术的的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM 技术。

它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。

PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。

(完整版)三相SPWM逆变器仿真

三相SPWM逆变器仿真一、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 D1的大小。

这就是正弦脉宽调制（sine pulse width modulated,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—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O’可以认为与三相Y接负载中点O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120o,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O’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。

三相双极性SPWM逆变电路的建模及应用仿真

三相双极性SPWM逆变电路的建模及应用仿真由题目中的“应用仿真〞，自己产生如下思路：参照实际并网逆变单元的电路框图，基于Matlab/Simulink搭建以并网为目的的三相双极性SPWM逆变电路模型。

所参照实物为宝丰公司SGI-50KT并网逆变器，如图1所示；对应电路框图如图2所示。

图1所参照实物图片图2实物对应电路框图注：〔1〕搭建模型中，以理想电流源代替电路框图中逆变桥左侧局部；〔2〕因模型中无控制回路，故没有考虑电磁兼容问题，因此用LCL滤波器代替电路框图中的EMC滤波器；〔3〕搭建模型中未添加电抗器。

2.根本理论逆变器工作原理：整个实验在三相桥式逆变电路下进展，如图3，电感电阻性负载，A 、B 、C 相的上下桥臂轮流导通。

当1VT 导通，4VT 截止时，a 点电位位Ud/2；当4VT 导通，1VT 截止时，a 点电位位-Ud/2。

同理可得b 、c 点的电位。

通过控制六个管子的导通时间，到达逆变效果。

图 3逆变器原理图PWM 是六个VT 管子的触发信号，此信号是通过调制信号〔即正弦波〕和载波〔三角波〕的比拟得到的，分析1VT 管的通断情况：当正弦波r u 比三角载波c u 大的时候比拟器输出1，1VT 导通，否那么，比拟器输出0，1VT 关断。

同理4VT 导通情况只要与1VT 反相即可。

SPWM 原理如图4所示：图4 SPWM 原理图3.仿真模型〔1〕主电路模型如图5：图5主电路模型其中，由左至右依次为三相逆变器模块、隔离变压器模块、LCL滤波器模块、三相测量及负载模块。

〔2〕SPWM发生器单元图 6 SPWM控制信号封装图对应原理在“2.根本原理〞中已经有表达，发生器效果图如图7所示，其中等腰三角形载波频率为6000Hz，载波比为120。

图 7 SPWM 效果图〔1〕IGBT 参数如图8所示：图 8 IGBT 参数〔2〕隔离变压器参数如图9所示：图 9隔离变压器参数〔3〕LCL 滤波器参数：图10 滤波器电感参数图11 滤波器电容参数图12滤波器附带电阻参数〔4〕负载参数图13负载参数负载参数参照电网实际功率因数确定：有功功率10000W，感性无功4000Var，可计算出负载功率因数约为0.928，与电网实际功率因数接近。

三相SPWM逆变器仿真报告

电力电子建模仿真报告
一、仿真要求
设计一个三相SPWM逆变器，使得输出相电压100Hz，有效值220V，负载RL类型（R=50Ω，L=10mH）直流母线电压540V，观察输出电流波形，对电流电压进行谐波分析。

二、仿真模型
图1 SPWM三相逆变电路仿真模型
三、仿真分析
设置参数，即将调制波频率设为100Hz，载波频率设为基波的30倍（载波比N=30），即3000Hz，m=0.9，负载RL类型（R=50Ω，L=10mH），直流母线电压540V，在powergui 中设置为离散仿真模式，采样时间设为1e-006s，运行仿真模型。

双击powergui，选择FFT 分析。

图2 SPWM三相逆变电路输出A相电流a I的波形
图3 SPWM三相逆变电路输出A相电流a I的FFT分析
U的波形图4 SPWM三相逆变电路输出A相电流a
U的FFT分析
图5 SPWM三相逆变电路输出A相电流a
由上面分析可知，电流谐波分布中最高的为28次谐波，最高频率为3000Hz时的THD=12.63%，输出电流近似为正弦波。

电压谐波分布中最高的为28次谐波，最高频率为3000Hz时的THD=79.22%。

四、仿真总结
通过适当的参数设置（如载波比N、调制度m等），运用SPWM控制技术，可以有效减小输出电压和输出电流的谐波分量，改善输出波形，可以很好的实现逆变电路的运行要求。

三相电压源SPWM逆变器仿真模型文档说明

三相电压源SPWM逆变器仿真模型实验原理1、实验原理图图12.实验原理： 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控制技术最重要的理论基础的面积等效原理。

即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时其效果基本相同。

SPWM控制技术是PWM控制技术的主要应用，即输出脉冲的宽度按正弦规律变化而合正弦波等效。

原理图如图1所示。

Matlab软件具有强大的数值计算功能,本文利用Matlab软件中Simulink和Power System为一个三相电压源SPWM逆变器建立系统仿真模型,并对其输出特性进行仿真分析。

它的主要功能是将直流电压变换成交流电压,采用SPWM控制策略,实时地调节逆变输出电压的幅值,以满足实际的要求。

系统的主回路选用IGBT作为开关器件,为了减少输出电压的谐波,逆变电源输出接有串联谐振滤波电路。

逆变电源最重要的特性就是输出电压大小可控和输出电压波形质量好。

所以在各种应用中,对逆变电源的输出有严格要求,除要求频率可变、电压可调外,还要求电压基波含量尽可能多,谐波含量尽可能少。

一般开关电路只能输出正、负矩形波电压,其中含有大量的谐波,为了获得正弦波输出,可以采用每半个周期中多个脉冲的SPWM 控制,既能调节输出电压的大小,又能消除一些低阶次谐波。

3.仿真结果截图（a）(b) 输出交流f=50HZ 调制度m=0时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形（a）(b) 输出交流f=50HZ 调制度m=0.3时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形（a）(b)输出交流f=50HZ 调制度m=0.6时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形（a）(b)输出交流f=50HZ 调制度m=0.9时的仿真曲线（a）逆变器输出电压波形(b)逆变器输出电流波形。

三相无源电压型SPWM逆变器的构建及其MATLAB仿真

三相无源电压型SPWM逆变器的构建及其MATLAB仿真摘要：本文简要介绍了三相无源电压型SPWM输出的逆变器的构建和工作方式及其MATLAB 仿真。

关键词：三相逆变器正弦脉宽调制(SPWM)技术MATLAB仿真Abstract: This paper introduces briefly the construction of 3-phase inverter which output SPWM wave and the MATLAB-based simulation.Key word:Three-phase inverter Sinusoidal Pulse Width Modulation Power electronic technology1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]1.2逆变器涉及的技术逆变器的构建应用了电力电子学科中的很多关键技术。

电路中电流的可控流通断开的过程中应用了多种可控硅类型的电力电子器件；开关的控制过程应用了基于微处理器的现代控制技术；对于正弦波形的仿制过程应用了正弦波脉宽调制（SPWM）技术等等。

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)按逆变主开关器件的类型，可分为晶闸管逆变、晶体管逆变、场效应管逆变等等。

5)按输出稳定的参量，可分为电压型逆变和电流型逆变。

6)按输出电压或电流的波形，可分为正弦波输出逆变和非正弦波输出逆变。

三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真

三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真一、三项逆变器SPWM调制原理PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。

常用的PWM技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制（SHEPWM）、电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。

在采样控制理论中有一个重要的结论：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。

图1中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其效果是相同的，正是基于这个理论，SPWM调制技术才孕育而生。

a)矩形脉冲b)三角脉冲c)正弦半波脉冲d)单位脉冲函数图1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲二、SPWM控制方式SPWM包括单极性和双极性两种调制方法，（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。

（2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。

图2双极性PWM控制方式其中：载波比——载波频率f c与调制信号频率f r 之比N，既N = f c / f r 调制度――调制波幅值Ar与载波幅值Ac之比，即Ma＝Ar/Ac同步调制——N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。

基本同步调制方式，f r 变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定；三相电路中公用一个三角波载波，且取N 为3的整数倍，使三相输出对称；为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数；f r 很低时，f c 也很低，由调制带来的谐波不易滤除；f r 很高时，f c 会过高，使开关器件难以承受。

异步调制***——载波信号和调制信号不同步的调制方式。

通常保持f c 固定不变，当f r 变化时，载波比N 是变化的；在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称；当f r 较低时，N 较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小；当f r 增高时，N 减小，一周期内的脉冲数减少，PWM 脉冲不对称的影响就变大。

三相SPWM逆变器的仿真

Matlab/Simulink是在电力电子系统级仿真中使用较为广泛的一种仿真软件，利用仿真软件对于三相SPWM逆变器进行仿真，可以对逆变器的参数设置以及其输出特性进行研究。

【关键词】SPWM 三相逆变器 Mmatlab/Simulink 建模与仿真1 电力电子技术的发展变流技术和电力电子器件制造技术是电力电子技术两块主要的分支，其中电力电子器件的制造技术更是电力电子技术发展的基础，从最早的半控型器件晶闸管（SCR），到具有划时代意义的全控型器件绝缘栅双极晶体管（IGBT）再到最新型的MOS控制晶闸管（MCT）、静电感应晶体管（SIT）、集成门极换流晶闸管（IGCT），无不对电力电子电路性能的飞跃性提升，新应用领域的开拓起着决定性的作用，可以毫不夸张的说电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。

2 逆变器概述PWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），脉冲一般指的是方波脉冲，通过调节其占空比，就可以改变等效输出电压的大小。

现在电机调速广泛应用这一技术。

PWM控制的基本原理基于采样控制定理中的惯性定律：惯性环节在一系列的窄脉冲的作用下，其在一段时间内的动态行为与等效波形基本相同。

PWM调制的这种性质应用在逆变电路上时，通过数字信号处理芯片DSP对全控器件（IGBT等电力电子器件）的关断进行控制，可以在电路中施加一系列的窄脉冲，这样的窄脉冲经傅里叶分解以后主要的能量集中在电路所需要的特定低频电压电流中（50Hz），而产生的高频电压电流很容易便可以被滤波电路滤除。

3 三相电压型桥式逆变电路3.1 电路拓扑分析三相电路的三相U、V、W行为是对称的，相互之间互差120个电角度。

这里以U相为例，通过双极性调制方式来控制电路的开闭状态。

通过外电路提供给调制电路一个三角波载波uc，通过对载波电压urU和调制信号幅值的比较，来决定全控器件的开通和关闭行为。

在U相上下的两个桥臂是互补导通的，当uc>urU，上桥臂V1导通，下桥臂V1关断，反之亦然。

完整版三相SPWM逆变器仿真

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。

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。

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。

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SPWM逆变器的仿真与研究

三相SPWM逆变器的仿真与研究[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，能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，设计简单等一系列优点，是一种比较好的波形改善法。

它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。

SPWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。

因此，研究SPWM逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。

本论文介绍了三相电压型SPWM逆变器的工作原理，仿真电路及matlab仿真。

文中还给出了用此逆变器构成的三相交流电动机变频调速系统，并对仿真结果进行分析。

[关键词]正弦脉宽调制，逆变器，电机变频调速，matlab仿真Three-phase SPWM inverter simulation and researchAuthor: Huang Fei(Grade9, Class1, Major Automation , Electrical EngineeringDept, Shaanxi University of Technology , Hanzhong 723003，Shaanxi)Instructor: Zhang Peng Chao[Abstrac]With the power electronics technology, computer technology, the rapid development ofautomatic control technology, PWM technology is developing rapidly, SPWM sine pulse width modulation principle of this technology is characterized by simple, versatile, with a fixed switching frequency, control and regulation performance, eliminate harmonics thatcontain only a fixed output voltage of high frequency harmonic components, simple design and a series of advantages, is a good waveform improvement Act. It was a smallinverter played an important role. SPWM technology become the most widely usedinverter with PWM technology. Therefore, the study of SPWM inverter characteristics ofthe basic working principle and the role of great significance.This paper describes the three-phase voltage SPWM inverter works, simulate circuits and matlab simulation. The article also gives the composition with this three-phase ACinverter motor frequency control systems, and simulation results were analyzed.[Key words]Sinusoidal pulse width modulation, inverters, motor speed, matlab simulation目录引言经过大约30多年的发展，交流调速电气传动已经上升为电气调速传动的主流。

三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解

三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解随着电力电子技术的发展，SPWM正弦脉宽调制法正逐渐被人们熟悉，这项技术的特点是通用性强，原理简单。

具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波，设计简单，是一种比较好的波形改善法。

它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。

MATLAB软件具有强大的数值计算功能，方便直观的Simulink建模环境，使复杂电力电子装置的建模与仿真成为可能。

本文利用MATLAB／Simulink为SPWM逆变电路建立系统仿真模型，并对其输出特性进行仿真分析。

这样，在任一瞬间，将有3个桥臂同时导通。

可能是上面一个臂下面2个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。

因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的，因此也被称为纵向换流。

当urU》uc时，给上桥V1臂以导通信号，给下桥臂V4以关断信号，则U相相对于电源假想中点N的输出电压uUN=Ud／2。

当urU《uc时，给V4导通，给V1关断，则uUN=Ud／2。

V1和V4的驱动信号始终是互补的。

当给V1（V4）加导通信号时，可能是V1（V4）导通，也可能是二极管VD1（VD4）续流导通。

二、SPWM逆变器的工作原理及特点SPWM，他是根据面积等效原理，PWM波形和正弦波是等效的，对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。

基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文

基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文本文介绍了基于SPWM（Sinusoidal ___）三相逆变器的仿真与设计。

论文首先阐述了研究的背景，包括三相逆变器在工业和电力系统中的应用。

然后确定了论文的目的，即通过仿真与设计探索SPWM三相逆变器的性能和特性。

根据此目的，采用了相应的方法，包括建立逆变器的数学模型、实施SPWM控制策略以及进行仿真和设计。

最后，通过实施所提出的仿真与设计方法，得出了相应的结果。

本文的研究对于理解和优化基于SPWM三相逆变器的电路与系统具有重要的意义。

关键词：SPWM，三相逆变器，仿真，设计，性能，特性该论文旨在研究基于SPWM（___）三相逆变器的仿真与设计。

本部分将介绍研究的背景和相关的文献综述，阐明研究的目的和意义。

该部分将介绍使用的研究方法和仿真工具，以及实验的设计和参数设置等。

该部分将介绍仿真和设计的过程，并展示结果和讨论。

在本研究中，我们采用了SPWM （Sinusoidal ___）技术，设计了一个三相逆变器电路。

我们使用了模拟仿真软件来验证电路的性能和波形输出。

首先，我们搭建了逆变器的电路图，并配置了相应的元件和参数。

然后，我们使用SPWM技术来产生需要的输出波形。

通过调整占空比和频率，我们可以调节输出电压的幅值和频率。

接下来，我们进行了仿真实验。

我们改变了载荷的变化情况，通过观察输出波形和性能参数，评估了逆变器的稳定性和效率。

根据我们的仿真实验，我们得出了以下设计结果：输出波形：通过SPWM技术，我们成功地实现了三相逆变器的正弦波输出。

输出波形的幅值和频率可以根据需要进行调节。

稳定性分析：我们对逆变器在不同载荷情况下的稳定性进行了分析。

结果表明，在正常工作范围内，逆变器可以稳定地输出所需电压，并且对载荷变化具有较好的适应性。

效率评估：我们还对逆变器的效率进行了评估。

根据我们的实验结果，逆变器在适当的设计参数下可以实现较高的效率。

根据我们的仿真和设计结果，我们可以得出以下结论：基于SPWM技术的三相逆变器具有良好的波形质量和稳定性，可以满足多种应用需求。

电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验

电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验实验目的掌握电压型三相SPWM逆变器电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。

理解电压型三相SPWM逆变器电路的工作原理及仿真波形。

实验设备：MA TLAB/Simulink/PSB实验原理电压型三相SPWM逆变器电路如图7-1所示。

图7-1 电压型三相SPWM逆变器电路实验内容启动Matlab，建立如图7-2所示的电压型三相SPWM逆变器电路结构模型图。

图7-2 电压型三相SPWM逆变器电路模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图7-3、7-4、7-5、7-6、7-7、7-8所示。

图7-3 直流电压源模块参数图7-4 通用桥模块参数图7-5 PWM发生器模块参数图7-6 负载Ra模块参数图7-7 负载Rb模块参数图7-8 负载Rc模块参数系统仿真参数设置如图7-9所示。

图7-9 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到输出端三相交流电流、输出端交流电压uab、输出端交流电压ubc、输出端交流电压uca的仿真波形，如图7-10所示。

图7-10 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为50Hz）在PWM发生器模块中，将逆变桥输出电压频率设置为200Hz，此时的仿真波形如图7-11所示。

图7-11 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为200Hz）改变PWM发生器模块的输出电压频率参数，即可得到不同工作情况下的仿真波形。

例如将逆变桥输出电压频率设置为25Hz，此时的仿真波形如图7-12所示。

图7-12 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为25Hz）又例如将逆变桥输出电压频率设置为10Hz，此时的仿真波形如图7-13所示。

图7-13 电压型三相SPWM 逆变器电路仿真波形（输出频率为10Hz ）实验总结1、总结电压型三相SPWM 逆变器的工作原理。

如上图。

电路采用双极性控制方式。

,,a b c 三相的PWM 控制通常公用一个三角波载波c u ，三相的调制信号a r u 、b r u 、c r u 依次相差120°。