三相逆变器离网运行数学模型的研究与仿真
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。
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。
三相离网逆变器状态空间评价模型
三相离网逆变器状态空间评价模型三相离网逆变器状态空间评价模型是用于评估离网逆变器系统性能和稳定性的数学模型。
它基于状态空间表示，用于描述系统的动态行为。
状态变量（StateVariables）：离网逆变器状态空间评价模型中的状态变量可以包括逆变器的电压、电流、功率以及其他相关参数。
假设我们使用n个状态变量来描述离网逆变器的状态，可以将这些状态变量表示为一个n维向量，记为x。
输入变量（InputVariables）：输入变量是指影响离网逆变器系统行为的外部输入信号，如太阳能电池板的输出功率、电网电压等。
假设我们使用m个输入变量来描述输入信号，可以将这些输入变量表示为一个m维向量，记为u。
输出变量（OutputVariables）：输出变量是指从离网逆变器系统中获取的有用信息，如逆变器的输出电流、电压等。
假设我们使用p个输出变量来描述输出信号，可以将这些输出变量表示为一个p维向量，记为y。
状态空间方程（StateSpaceEquations）：状态空间方程描述了离网逆变器系统状态变量随时间的变化规律。
一般形式的状态空间方程可以表示为：dx/dt=f(x,u)，其中f是系统的状态方程。
离网逆变器状态空间评价模型中的状态方程可以根据具体系统的特点和设计来确定。
输出方程（OutputEquation）：输出方程描述了离网逆变器系统输出变量与状态变量之间的关系。
一般形式的输出方程可以表示为：y=g(x,u)，其中g是系统的输出方程。
离网逆变器状态空间评价模型中的输出方程可以根据具体系统的特点和设计来确定。
系统评价（SystemEvaluation）：利用离网逆变器状态空间评价模型，可以对系统的性能和稳定性进行评估。
通过模型分析，可以得到系统的状态响应、频率响应、稳定性边界等信息，从而指导系统的设计和优化。
三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究
三相并网逆变器LCL滤波器的参数设计与研究一、本文概述随着可再生能源的快速发展，三相并网逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。
然而，并网逆变器产生的谐波会对电网造成污染，影响电能质量。
为了减小谐波对电网的影响，LCL滤波器被广泛应用于三相并网逆变器中。
LCL滤波器具有优良的滤波性能和高效率，因此，对LCL滤波器的参数设计进行研究具有重要意义。
本文旨在对三相并网逆变器的LCL滤波器参数设计进行全面研究。
介绍三相并网逆变器的基本原理及LCL滤波器的结构和功能；然后，分析LCL滤波器的主要参数（包括电感、电容等）对滤波器性能的影响，建立相应的数学模型；接着，根据电网谐波标准和电能质量要求，提出一种有效的LCL滤波器参数设计方法，并通过仿真和实验验证该方法的可行性和有效性；对LCL滤波器的优化设计和未来发展趋势进行讨论。
本文的研究不仅有助于提升三相并网逆变器的电能质量，还可为相关领域的研究提供有益的参考和借鉴。
二、三相并网逆变器与LCL滤波器的基本原理三相并网逆变器是一种将直流（DC）电源转换为三相交流（AC）电源的设备，主要用于将可再生能源（如太阳能、风能等）生成的直流电转换为适用于电网的交流电。
其核心功能是实现电能的转换与控制，以满足电网对电能质量的要求。
三相并网逆变器通常包括功率开关管、滤波器和控制策略等部分，其中滤波器的设计对于减小逆变器输出电流中的谐波分量，提高电能质量具有关键作用。
LCL滤波器是一种三阶滤波器，由电感（L）、电容（C）和另一个电感（L）组成，其结构特点是在电容两侧各有一个电感。
这种结构使得LCL滤波器在高频段具有较大的阻抗，而在低频段具有较小的阻抗，因此能够有效地滤除逆变器输出电流中的高频谐波分量，同时减小滤波器对逆变器输出电压的影响。
在三相并网逆变器中，LCL滤波器通常连接在逆变器的输出端，用于滤除逆变器输出电流中的谐波分量。
滤波器的设计需要综合考虑滤波效果、系统稳定性、成本等多个因素。
基于PR控制的三相并网逆变器研究_刘超厚
(3)
其中，Clark 变换矩阵为：
1 1 1 − − 2 2 2 C32 = 3 3 3 0 − 2 2
续时间为 0.4s，对于积分控制器[0—0.2]s 输入信号为 (4) 单位阶跃信号，[0.2—0.4]s 为零，对于谐振控制器[0 —0.2]s 输入为 sin(100π t ) 正弦信号，[0.2—0.4]s 为 零，由此可以得到积分控制器和谐振控制器的输入输 出特性图分别如图 2 和图 3 所示。
参考文献
图 10 准 PR 控制并网电流频谱 [1] Mateus Active F. And Schonardie Reactive and Power Denizar Control C. Martins. dq0 “Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic System With Using Transformation,” PESC 2008 Rhodes, pp.1202-1207. [2] R.Teodorescu, F.Blaabjerg, M.Liserre and P.C.Loh. “Proportional-resonant grid-connected controllers and filters for voltage-source converters,”IEE
1．引言
在三相并网逆变器中，电流控制的传统控制方法 是将控制量转换到旋转坐标系下， 然后分别对 d 、 q轴 分量采用 PI 控制，因为在三相旋转坐标系下 d 、 q 轴 分量表现为直流量，而积分器对直流分量有无穷大的 增益，因此可以实现系统无稳态误差控制。然而在三 相并网逆变器中采用旋转坐标系下的 PI 控制要经过 Clark 和 Park 变换，而且 d 、 q 轴分量存在耦合，为 了达到良好的控制效果需要进行解耦控制[1]，在实现 中由于解耦不精确会对控制效果产生一定的影响。本 文介绍了一种谐振控制算法， 不需要繁琐的坐标变换， 并且不需要进行解耦控制，可以达到良好的控制效果 [2] 。
毕业设计 基于PSPICE的三相SPWM逆变器设计
XXX本科毕业设计（论文）题目：基于PSPICE的三相SPWM逆变器设计院系：电力与自动化工程学院专业年级：自动化专业XXX届学生姓名：XXX学号：XXX指导教师：XXXXXX年6月22日【摘要】与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。
本文通过利用PSPICE设计分析三相DC/AC逆变器PWM控制电路的方法。
重点介绍了方波运行模式下电压型逆变器的特性，输出电压大小和波形的PWM控制基本原理。
给出了基于双极性倍频正弦脉冲宽度调制法的DC/AC逆变器的仿真实例，所谓调制法，即把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。
并应用到《电力电子技术》实验中，取得了良好的效果。
关键词：逆变；PSPICE；仿真；调制法；PWM【Abstract】Corresponds with the rectifier, the DC into alternating current called the inverter. DC power inverter circuit according to the different nature can be divided into two types: DC voltage source is known as voltage-type inverter circuit; DC current source is known as the circuit of current mode. In this paper, design and analysis using PSPICE phase DC / AC inverter PWM control circuit method. Focuses on the square-wave operation mode, the characteristics of inverter output voltage waveform of the PWM control of the size and basic principles. Multiplier is presented based on a unipolar sinusoidal pulse width modulation of the DC / AC inverter simulation example, the so-called modulation, that is the desired output waveform as the modulation signal, the received signal modulation as a carrier wave by signal get the desired modulation PWM waveform. And applied to the "Power Electronics" experiment, and achieved good results.Key Words:Inverter; PSPICE; simulation; modulation; PWM目录1 引言 (1)2 ORCAD PSPICE (4)2.1. ORCAD PSPICE简介 (4)2.1.1 ORCAD PSPICE的特点 (5)2.1.2 启动Capture环境 (6)2.1.3 项目管理程序的显示内容 (8)2.1.4 放置一般电路元件 (9)2.1.5 如何翻转或旋转原件 (10)3 电压型逆变电路 (11)3.1. 全桥逆变电路 (11)3.2. 三相电压型逆变电路 (13)4 三相SPWM逆变器 (20)4.1. PWM控制技术 (20)4.1.1 PWM控制的基本原理 (20)4.2. SPWM控制技术 (21)4.3. SPWM逆变电路及其控制方法 (22)4.3.1 单相桥式PWM逆变电路 (22)4.3.2 三相桥式SPWM型逆变电路 (25)5 总结 (35)5.1. 结论 (35)5.2. 三相SPWM逆变器的展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)1 引言逆变器是将直流变为定频定压或调频调压交流电的变换器。
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。
基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究
基于LCL滤波器的三相并网逆变器的研究一、本文概述随着可再生能源的广泛应用和电力电子技术的快速发展，三相并网逆变器在分布式发电、微电网以及电能质量控制等领域中发挥着越来越重要的作用。
并网逆变器的主要功能是将直流电能转换为与电网电压同步的三相交流电能，并稳定、可靠地并入电网。
在这一过程中，滤波器的设计对于保证电能质量、抑制谐波干扰以及提高系统稳定性具有关键性的作用。
LCL滤波器作为一种常用的并网逆变器滤波器，其独特的结构和性能优势使得它在三相并网逆变器中得到了广泛应用。
LCL滤波器能够在高频段提供更大的阻抗，从而更有效地抑制谐波和电磁干扰，提高电能质量。
同时，LCL滤波器的设计灵活性较高，可以通过调整滤波器的参数来优化系统的性能。
因此，研究基于LCL滤波器的三相并网逆变器具有重要的理论意义和实践价值。
本文旨在深入研究基于LCL滤波器的三相并网逆变器的设计、控制策略及优化方法。
将对LCL滤波器的基本原理和特性进行详细的分析和讨论，为后续的研究奠定基础。
然后，本文将研究三相并网逆变器的数学模型和控制策略，分析其在不同运行条件下的动态性能和稳定性。
在此基础上，本文将探讨LCL滤波器参数优化方法，以提高并网逆变器的电能质量和系统稳定性。
本文将通过实验验证所提方法的有效性和可行性，为实际工程应用提供指导和借鉴。
通过本文的研究，期望能够为三相并网逆变器的设计和优化提供新的思路和方法，推动可再生能源和电力电子技术的发展和应用。
二、LCL滤波器基本原理LCL滤波器是一种广泛应用于三相并网逆变器中的无源滤波器，其主要功能是在逆变器与电网之间提供一个阻抗匹配，减少谐波污染，并改善系统的动态响应。
LCL滤波器的名称来源于其结构特点，即由电感（L）、电容（C）和另一个电感（L）串联而成。
谐波抑制：由于电容C的存在，LCL滤波器在特定频率下具有低阻抗特性，可以有效滤除逆变器产生的高频谐波，减少谐波对电网的污染。
阻抗匹配：LCL滤波器的电感L和电容C的组合可以调整滤波器的阻抗特性，使之与逆变器和电网的阻抗相匹配，减少因阻抗不匹配引起的反射波和谐波振荡。
微电网逆变器并-离网运行及其平滑切换控制研究
微电网逆变器并-离网运行及其平滑切换控制研究微电网是指由分散的可再生能源、电池储能装置及其他分布式能量资源组成的小型电力网络。
微电网与传统电网相比具有更高的可靠性、可持续性和灵活性，但也面临着复杂的控制问题。
其中之一是微电网逆变器的并/离网运行及其平滑切换控制。
微电网逆变器是微电网系统的重要组成部分，它起着将直流电转换成交流电的作用。
在微电网系统中，逆变器可以实现并网运行和离网运行两种模式的切换。
并网运行时，逆变器将微电网中的直流电能转换成交流电能，并通过与传统电网相连接，将多余的电能输送至传统电网。
离网运行时，逆变器就像一个自治系统一样，将微电网中的电能提供给负载。
并/离网切换是微电网系统运行中的重要环节，涉及到从传统电网到微电网的平滑切换和从微电网到传统电网的平滑切换。
在并网切换时，需要逆变器逐渐将负载从传统电网接管过来，确保电网的稳定运行。
在离网切换时，逆变器需要逐渐从传统电网断开，确保微电网系统的负载正常运行。
为了实现并/离网运行的平滑切换，研究人员提出了一种基于功率流的控制策略。
该策略利用逆变器的功率控制能力，根据微电网系统的负载和电网状态，调整逆变器的输出功率，使得并/离网切换过程更加平滑。
在并网切换时，控制策略通过递减逆变器的输出功率，逐渐将微电网负载从传统电网接管过来。
在离网切换时，控制策略通过递增逆变器的输出功率，逐渐将微电网负载供给传统电网。
这种控制策略可以有效避免切换过程中的电流和电压冲击，保证微电网系统的稳定运行。
此外，还可以借鉴虚拟同步发电机（VSG）的技术，在微电网系统中实现逆变器的平滑切换。
VSG是一种模拟传统电力系统同步发电机的方法，通过调整逆变器输出功率和电网频率的相位差，实现逆变器与传统电网之间的平滑切换。
在并网切换时，VSG会逐渐调整相位差，将微电网负载的功率平稳地从传统电网接管过来。
在离网切换时，VSG会逐渐调整相位差，将微电网负载的功率平稳地供给传统电网。
三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究
三相并网逆变器LCL滤波特性分析及控制研究一、本文概述随着可再生能源，特别是太阳能和风能的快速发展，三相并网逆变器在电力系统中的应用越来越广泛。
然而，并网逆变器产生的谐波对电力系统的影响也日益显著，因此，滤波器的设计成为提高并网逆变器性能的关键。
本文将对三相并网逆变器的LCL滤波器特性进行深入分析，并在此基础上研究相应的控制策略。
本文首先介绍了三相并网逆变器的基本原理及其在电力系统中的重要地位。
接着，详细阐述了LCL滤波器的结构和工作原理，并分析了其在抑制谐波、提高电能质量方面的优势。
通过对LCL滤波器特性的分析，揭示了其在不同工作条件下的滤波效果及存在的问题。
为了优化LCL滤波器的性能，本文进一步研究了相应的控制策略。
通过对并网逆变器控制系统的分析，提出了一种基于LCL滤波器的优化控制方法。
该方法能够有效提高滤波效果，降低谐波含量，从而改善电力系统的电能质量。
本文的研究内容对于提高三相并网逆变器的性能、优化电力系统的电能质量具有重要意义。
通过深入分析LCL滤波器的特性和研究相应的控制策略，本文为三相并网逆变器的设计和应用提供了理论支持和实践指导。
二、LCL滤波器的基本原理LCL滤波器作为一种广泛应用于三相并网逆变器中的滤波装置，其基本原理主要基于电感（L）和电容（C）对交流信号的频率特性。
相比于传统的L型或LC型滤波器，LCL滤波器在高频段具有更好的衰减特性，因此能更有效地抑制并网电流中的高频谐波。
LCL滤波器主要由两个电感（L1和L2）和一个电容（C）组成，形成一个串联谐振电路。
在正常工作频率下，电容C对基波电流呈容抗，对高频谐波电流呈感抗，从而实现对高频谐波的抑制。
同时，两个电感L1和L2分别位于电容C的两侧，形成滤波器的入口和出口，起到进一步滤波的作用。
当逆变器产生的电流经过LCL滤波器时，高频谐波分量在电容C 处受到阻碍，从而减少了对电网的污染。
同时，电感L1和L2的存在可以有效减小滤波器的体积和重量，提高滤波效果。
基于SVPWM策略的三相逆变器损耗计算与仿真分析
LI Meilin LIU Wensheng （Electrical and Information Engineering，Dalian Jiaotong University，Dalian 116028）
Abstract Firstly，the pulse width modulation strategy with low switching frequency is analyzed and discussed. A simplified algorithm of space vector pulse width modulation，which eliminates coordinate transformation and sector identification，is proposed to build SVPWM simulation model. Then，the power loss of the two-level voltage source inverter has been studied，and the mathe⁃ matical formula of the loss of each part is put forward by SVPWM technology. On the basis of this，the inverter loss model is set up in Matlab / Simulink platform for simulation research，and the feasibility of the loss model is verified by Matlab programming. The power loss of two-level voltage source inverter in space vector pulse width modulation and SVPWM strategy in zero vector concentra⁃ tion is analyzed. Finally，the influence of modulation ratio and switching frequency on power loss and efficiency of two voltage source inverters are analyzed.
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。
一种实现逆变器并网 离网无缝切换的装置及方法
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一种实现逆变器并网 离网无 缝切换的装置及方法
专利
01 专利背景
03 附图说明
目录
02 发明内容 04 技术领域
05 权利要求
07 荣誉表彰
பைடு நூலகம்
目录
06 实施方式
《一种实现逆变器并/离无缝切换的装置及方法》是广东志成冠军集团有限公司和华中科技大学于2013年7月 11日申请的发明专利，该专利的申请号为，公布号为CNA，授权公布日为2013年11月20日，发明人是张宇、周志 文、李民英、王振华、李署明。
首先数字信号处理器向处于闭合状态的反并联可控硅发出关断信号，数字信号处理器根据采样得到的通过滤 波电感的电流信号反向给定控制量限幅值并输出给脉冲发生单元，脉冲发生单元根据控制量限幅值生成调制波， 将调制波输入至驱动单元，驱动单元连接逆变器的控制逻辑，根据调制波信号驱动逆变器，控制逆变器的输出电 流，使通过反并联可控硅的电流进行快速换流，以关断所述反并联可控硅。《一种实现逆变器并/离无缝切换的装 置及方法》在不增加硬件成本且便于数字实现，逆变器在任何时刻都可以实现电流快速过零从而关断反并联可控 硅，实现逆变器并-离的快速切换。
实施方式
参考图1，《一种实现逆变器并/离无缝切换的装置及方法》提出的实现逆变器并/离无缝切换的装置，包括：
在逆变器的交流侧设置有电感电流传感器11和反并联可控硅5，在逆变器的直流侧设置有脉冲发生单元17、 数字信号处理器9和驱动板18，其中，脉冲发生单元17为PWM（pulse width modulation，脉冲宽度调制）脉冲 发生单元。
2.根据权利要求1所述的实现逆变器并/离无缝切换的装置，其特征在于，还包括逆变电压传感器，所述数字 信号处理器还包括逆变电压控制器；所述逆变电压传感器的输入端连接逆变器的滤波电容两端，用于采样所述滤 波电容的电压，所述逆变电压传感器的输出端连接所述逆变电压控制器的输入端，所述逆变电压控制器用于在离 模式下控制逆变器的逆变输出电压。
三相逆变器
MATLAB仿真——仿真波形
（3）电流波形图
输出电流的dq轴分量：
30
20
20
15
10
10
0
5
-10
0
-20
-5
-30 0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25 -100
t/s
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
t/s
i/A iLdq
分析可知，由于每段时间输出的功率不同 无论功率怎么变化，最终输出的电
设计思路
MATLAB仿真 结论
2020/3/24
1
1.研究概述
本文主要研究三相逆变器的离网运行，通过对 逆变器的控制，目的是使得最后输出的电压按正 弦规律变化，而且其幅值稳定在311v，频率稳定 在50Hz。控制方式采 用外环PI调节使其紧紧跟随 电压的变换进行调节，以保持输出电压恒定。内 环采用P调节；调制方式采用SPWM调制。由于PI 无法实现无静差的跟踪交流量只能跟踪直流量， 所以有必要利用abc-dq变换将三相交流量变为两 相的直流量，为了分析和计算参数的方便其中涉 及到了解锁的过程。
导通信号,给V1和V4关断信号,如io<0，V2和V3通,如io>0,VD2和VD3通 ,Uo=-Ud.
设计思路——控制方式
控制方式采用外环PI调节，使其紧紧跟随电压的变换
进行调节，以保持输出电压恒定；内环采用P调节其中比
例环节及时反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控
制器立即产生控制作用，以减少偏差；积分作用主要用消
1/LS ild
1/CS uod
3 .MATLAB的仿真
离网型三相光伏逆变器控制策略研究
离网型三相光伏逆变器控制策略研究王要强;谢海霞;曹冲;王晓亮【摘要】以离网型三相光伏发电系统为研究对象,研究其输出逆变环节的拓扑结构和控制策略.逆变器主电路采用三相半桥拓扑,输出滤波器取三相星形LC结构,控制策略以输出电压峰值作为闭环变量.仿真和实验结果表明,系统三相输出电压变化平滑且稳定对称,其幅值和频率能够准确跟踪其给定值.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2016(000)013【总页数】4页(P132-135)【关键词】光伏发电;离网型;逆变器;控制策略【作者】王要强;谢海霞;曹冲;王晓亮【作者单位】郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001;郑州大学电气工程学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TM615随着煤、石油等化石能源的日渐枯竭与人类生存环境的不断恶化，太阳能、风能等可再生自然资源的开发利用近年来得到了国内外的普遍重视［1-3］，许多国家已作出大规模推广太阳能等可再生能源开发利用的决策和规划［4-6］。
光伏发电是太阳能开发利用的主要形式之一［7］，光伏发电系统按照是否与电网连接可以分为并网型［8-9］和离网型［10-11］两大类。
其中，离网型光伏发电系统可以独立运行，为负载提供稳定的直、交流电压。
在距离电网较远的偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等场所，离网型光伏发电系统具有重要的理论意义和工程应用价值。
电力电子功率变换单元作为光伏电池阵列与用户负载的接口单元，是实现光伏发电系统的核心［12-13］。
其中，逆变环节连接系统的直流母线和交流母线，实现直流-交流变换，并且逆变器作为直接面对用户负载的输出单元，其工作性能直接会影响到系统的供电质量，是发电系统功率变换的关键。
本文以离网型光伏发电系统的输出逆变单元为研究对象，首先分析其电路拓扑与数学模型，然后研究光伏逆变器的控制策略，最后通过仿真和实验验证研究内容的正确性与有效性。
三相电压型逆变器的模型预测控制
三相电压型逆变器的模型预测控制何蔓蔓;马龙华【摘要】三相电压型逆变器中常用的模型预测控制算法是电流预测控制算法，存在着大量计算，导致延时问题，为改进传统的模型预测控制算法，利用外推法推算未来参考变量，达到对其进行延时补偿并能避免受控变量出现较大纹波的效果。
建立三相电压型逆变器仿真模型，分析三相电压型逆变器负载电流的输出特性。
仿真表明：能够准确跟踪参考电流，解决存在的延时问题，验证了算法的有效性。
%The model predictive control algorithm used commonly in three-phase voltage inverter is a current predictive control algorithm and the algorithm needs intensive computations leading to a delay problem.To improve the traditional model predictive control algorithm, extrapolation is used to reckon the future reference variables that are able to perform delay compensation while avoiding larger ripple effect in controlled variables.The simulation model built for three-phase voltage inverter could analyze the output characteristics of the load current in three-phase voltage inverter.Simulation results show that:the algorithm can accurately track the reference current and solve the delay problems;the effectiveness of the algorithm is demonstrated.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2016(038)005【总页数】3页(P1-3)【关键词】电压型逆变器;模型预测控制;延时补偿;电流控制;矢量补偿【作者】何蔓蔓;马龙华【作者单位】太原科技大学电子信息工程学院，山西太原 030024;浙江大学宁波理工学院，浙江宁波 315100【正文语种】中文【中图分类】TP277三相电压型逆变器被广泛的应用于新能源发电，智能电网能，电动汽车等领域。
一种电流源型三相逆变器模型
一种电流源型三相逆变器模型申中鸿;杨林;蒋春旭【摘要】A 3-phase current-source inverter is mathematically modeled and analyzed in this paper.Firstly,the basic coordinate transformation is described;secondly,this paper derives a mathematical model of 3-phase current-source inverter in the d-q coordinate system and gives its block diagram;lastly,this paper analyzes the parameters related to the inverter,including power factor,harmonic state and output filter design.%对电流源型三相逆变器进行数学建模与分析。
首先介绍了基本的坐标变换；其次以电流源型三相逆变器的原理为基础，在d-q坐标系下，推导出其数学模型，并画出了结构框图；最后分析了逆变器的相关参数，包括功率因数、谐波状态和输出滤波器设计。
【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P12-14,50)【关键词】电流源型三相逆变器;坐标变换;建模;参数设计;滤波器【作者】申中鸿;杨林;蒋春旭【作者单位】工业和信息化部电子第五研究所，广东广州 510610;工业和信息化部电子第五研究所，广东广州 510610;工业和信息化部电子第五研究所，广东广州 510610【正文语种】中文【中图分类】TM460 引言近年来，随着微电子技术的快速发展，电力电子变换技术从中受益良多，获得了迅猛的发展，被世界各国学者视为人类社会的第二次腾飞。
逆变器 数学模型
逆变器数学模型全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：逆变器是一种将直流电转变为交流电的电子装置，常见于太阳能发电系统、风力发电系统以及电动汽车中。
在逆变器设计和控制过程中，数学模型起着至关重要的作用。
通过数学模型，工程师可以深入了解逆变器的工作原理、优化设计参数以及优化控制策略。
逆变器的数学模型通常可以分为两种：基于物理原理的模型和基于数据的经验模型。
基于物理原理的模型将逆变器的电路结构、元件参数等物理因素考虑在内，通过建立电路方程、设定控制策略等方式来描述逆变器的运行过程。
而基于数据的经验模型则是通过实验数据来拟合逆变器的动态特性，从而得出逆变器的数学表达式。
在基于物理原理的模型中，最常见的是基于空间平衡方程的分析方法。
这种方法将逆变器中电压、电流、功率的空间分布考虑在内，通过研究电力电子器件的运行特性和控制策略来建立逆变器的动态模型。
利用这种模型，工程师可以分析逆变器的稳定性、动态响应等性能指标，为逆变器的设计与优化提供依据。
除了基于物理原理的模型，基于数据的经验模型也在逆变器领域得到了广泛应用。
这种模型通过收集大量实验数据，利用拟合方法等统计技术来建立逆变器的数学表达式。
经验模型可以较好地模拟逆变器的非线性特性、参数变化等现象，为逆变器控制与优化提供实用参考。
在逆变器的数学建模中，还需要考虑不同拓扑结构、功率等级、控制策略等因素对模型的影响。
基于数学模型，工程师可以进行仿真分析、优化设计、控制算法设计等工作，为逆变器的研究与应用提供理论基础。
逆变器的数学模型是逆变器设计与控制的关键之一。
通过合理建立数学模型，可以深入理解逆变器的运行机理、优化设计参数、提高系统性能。
在未来的研究与应用中，数学模型将继续发挥重要作用，推动逆变器技术的进步与发展。
【本文共XXX字】第二篇示例：逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的电子电路设备。
在当今的社会中，逆变器被广泛应用于各种场合，比如太阳能发电系统、风能发电系统以及电动汽车等。
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以上分析可简化的电流环开环传递函数 ， 根据
典型Ｉ 系统最佳整定关 系 ：当系统 的阻尼 比 ∈为
式 （ ２ ）中 ， 和 分别为逆变器输出电压的
０ ． ７ ０ ７ 时 ，系统 开环 增 益是 时 间常 数 的０ ． ５ 倍 ，可得 式 （ ４），而 Ｔ ｓ、Ｌ 和ｒ 的值 已知 ，故可计算 出Ｋ ｉ ｐ 。
Ｋｉ ｔ＊ １ ． ５ Ｔ ￣
— —
（
３）
：０ － ５
（ ４）
／ ＇ １ ７ ｉ
２ ． ２电压外环控 制器
厂 『 １ ｌ ｊ 一
一
木 、
—
１
广 一 ］
Ｋ ｐ ｗ ｍ 表 示逆 变器 的放大倍 数 ， 为开关 周期 ， ｉ ＊ ｏ ｄ 为ｄ 轴 参 考 电流 ， 为ｄ 轴实 际采 样 电流 。根 据
电流环原理框图，可得到电流环的开环传递函数 ， 如式 （ ３ ） 所示。为方便控制器的设计 ，需将Ｐ Ｉ 调
节器 的零点与电流控制器 的极点抵消，即令 ｆ ｉ ＝
肖 青 ，周海波
（ ０ ）
摘 要 ：能 源的短 缺使 得分布 式发 电备 受 关 注。然 而分布 式 电源接入 电网会 引起 电能质 量 问题 ，微
网形式的提 出则可解决此 问题， 微 网运行模式分为离网和并网两种模式。分析交流微 电网离网运行模 式下 逆变器数学模型 ， 合理设计其控制器，并在ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ￣ 建仿真模型 ，验证其可行性。
能源短 缺 问题 使得分 布式发 电备受 关注 。分布
为三相滤波 电感和三 相滤波 电容 ，Ｉ 舶、 、１ ０ ｃ 为三
式发电包括风力发电、太阳能光伏发电、微型燃气 轮机发电以及燃料电池发电等。而分布式电源接人 电网将引起 电能质量问题 ：电压的波动和闪变、谐 波问题。微 网形式的提出则可解决分布式电源与电 网之间的矛盾 。目 前交流微电网是微网的主要形 式 ，交流微 电网需要逆变器实现并网发电或在离网 模式下保证负载运行脚 。尤其是离网运行模式 ，逆
变 器在适 当控制 策略下独 立运行保 证负 载电压 和频
相逆变器输出的相电流。
率的稳定啷 。因此分析逆变器离网运行的数学模型 对设计控制器参数是必要的 ， 本文选择三相逆变器 离网运行的数学模型作为研究对象。
１ 三相逆变器数学模型
图１三相逆变器离网运行拓扑图
将图１ 中滤波电容进行 “ 星三角变换”，设变 换后的星型电容为Ｃ， 根据图１ 可得逆变器离网运行
模式下的数学模型如式 （ １ ），其中ｒ 为单相滤波电
（ ｉ ； ａ Ｊ ｂ ， ｃ ） 为流过ｉ 相电感 电流 ， 逆变器处于离 网运行模式时，与电网连接的复 感的等效电阻 ， 合开关断开独立对负载供电。三相逆变器离网运行 Ｌ（ ｉ － ａ ． ， ｂ ， ｃ ） 为逆变器输 出的ｉ 相 电流 ，ｕ （ ｉ ＝ ａ ， ｂ ， ｃ ）
拓扑 结 构如 图 １ 所 示 ，主要 由直 流 电压源 （ 模 拟 微 电源或储 能装置 的输 出 ）、三相逆 变桥 、三相滤 为逆变 器输 出的ｉ 相 电压 ，ｓ ｉ （ ｉ － ａ ， ｂ ， ｅ ）为ｉ 相 桥臂 的 上开 关 的 状态 （ Ｓ ｉ ＝１ 表示ｉ 相 的上 桥臂 开 关 管 导
、Ｃ 分别
［ 芝 誊 ］ ＝ ［ 一 ， 一 。 ０ 一 ， ： Ｅ 。 ， ， ｓ ｊ ） ］ 。
・
收稿 日 期 ：２ ０ １ ５ － － ０ ７ － １ ￣ 基金项目： 湖北省教育厅科学研究计划指导性项目 （ Ｂ ２ ０ １ ４ ２ ２ ８） 。 作者简介：肖 青。女 ．湖北随州人．助教。研究方 向：光伏发电技术。
关键词 ：三相逆 变器；离网运行 ；数学模型 ；仿真研 究
中图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ０ ３ ｔ ． ２ 文献标 识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ ２ — １ ４７（ ０ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ １ ０ ３ — ０ ３
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — １ ０ ４ ７ ． ２ ０ １ ５ ． ４． ０ ２ ６
波电路及负载四部分组成。Ｓ １ ～ Ｓ ６ 为全控型开关 ，
ｕ 、 Ｕ 、 ｕ 为三 相 逆变 桥输 出 的三 相 电压 ，Ｕ 蚰
、 、
通 ，ｓ ｉ ＝一１ 表示ｉ 相的下桥臂开关管导通 ） 。
Ｕ 为三 相逆 变器输 出的 电路 电压 ，
、
、
为流过三相滤波电感的电流 ，
第１ ７ 卷第 ４ 期 ２ ０ １ ５ 年８ 月
黄 冈 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ａ ｎ ｇ ｇ ａ ｎ ｇ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ
ＶＯＬ． １ ７ ． ＮＯ ． ４
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ５
三相逆变 器离 网运行数学模 型的研 究与仿真
１ ０ ３・
第４ 期
三相 逆变器 离网运行数学模型 的研究与仿真
第ｌ ７ 卷
为便 于分析 ，对式 （ １ ） 进行坐标变换 ，从而
得 到三相逆变 电源在ｄ 旋转坐标系 中数学模 型如
图３ 中 为Ｐ Ｉ 调节 器 ，ｌ （ ｉ 、Ｋ ｎ 分别 为电流环
Ｐ Ｉ 调节器 的 比例 系数 和积分 系数 ， 且Ｋ ｉ ＝ Ｋ ｐ ／ Ｔ ｉ 。
也 轴分量 ， 和ｉ １ ｑ 分别为电感电流的ｄ ｑ 轴分量 ， 和
分别为逆变器输出电流的ｄ ｑ 轴分量 ， 和ｓ ｑ 分别为
开关 函数的ｓ ｉ 的也 轴分量。根据式 （ ２ ），可得逆变
器处于离网运行模式时的数学模型 ， 如图２ 所示。
Ｇ （ ＝ 丽 Ｋ ｐ Ｋ ｐ ｗ ｍ （ ＇ ￣ ｉ ｓ ＋ １ ）