(完整版)三相逆变器matlab仿真
三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB仿真
三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB 仿真5.1 三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型5.1.1 三相桥式整流及有源逆变电路的原理实验线路如图5-1及图5-2所示。
主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l 、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
集成触发电路的原理可参考有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
图中的R 用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式；电感Ld 在DJK02面板上，选用700mH ，直流电压、电流表由DJK02获得。
在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压R图5-1 三相桥式全控整流电路实验原理图R图5-2 三相桥式有源逆变电路实验原理图变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am 、Bm 、Cm,返回电网的电压从高压端A 、B 、C 输出，变压器接成Y/Y 接法。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。
其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。
三相桥式整流电路主回路接线图如图所示。
完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器，6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成。
六个晶闸管依次相隔60°触发，将电源交流电整流为直流电。
5.1.2三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型三相桥式整流电路及有源逆变的仿真使用了MATLAB模型库中的三相桥和触发集成模块，建立该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型，设置模型参数和观测仿真结果等几个主要阶段，叙述如下：1. 建立仿真模型（1）首先建立一个仿真的新文件。
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 ：∖-∣ 。
(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。
滞环控制三相电流跟踪型逆变器的MATLAB仿真
7 滞环控制三相电流跟踪型逆变器的MATLAB仿真7.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理和仿真模型7.1.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理常用的一种电流闭环控制方法是电流滞环跟踪 PWM（Current Hysteresis Band PWM ——CHBPWM）控制，具有电流滞环跟踪 PWM 控制的 PWM 变压变频器的A相控制原理如7-1图所示。
图7-1 电流滞环跟踪控制的A相原理图图中，电流控制器是带滞环的比较器，环宽为2h。
将给定电流i*a 与输出电流i a进行比较，电流偏差∆i a超过时±h，经滞环控制器HBC控制逆变器A相上（或下）桥臂的功率器件动作。
B、C二相的原理图均与此相同。
⏹如果，i a < i*a ，且i*a - i a ≥h，滞环控制器 HBC输出正电平，驱动上桥臂功率开关器件V1导通，变压变频器输出正电压，使增大。
当增长到与相等时，虽然，但HBC仍保持正电平输出，保持导通，使继续增大⏹直到达到i a= i*a+ h，∆i a = –h，使滞环翻转，HBC输出负电平，关断V1 ，并经延时后驱动V4但此时未必能够导通，由於电机绕组的电感作用，电流不会反向，而是通过二极管续流，使受到反向钳位而不能导通。
此后，逐渐减小，直到时，，到达滞环偏差的下限值，使 HBC 再翻转，又重复使导通。
这样，与交替工作，使输出电流给定值之间的偏差保持在范围内，在正弦波上下作锯齿状变化。
从图 7-2 中可以看到，输出电流是十分接近正弦波的。
图7-2 电流滞环跟踪控制时的电流波形图7-2给出了在给定正弦波电流半个周期内的输出电流波形和相应的相电压波形。
可以看出，在半个周期内围绕正弦波作脉动变化，不论在的上升段还是下降段，它都是指数曲线中的一小部分，其变化率与电路参数和电机的反电动势有关。
图7-3 三相电流跟踪型PWM逆变电路图7-4 三相电流跟踪型PWM逆变电路输出波形因此，输出相电压波形呈PWM状，但与两侧窄中间宽的SPWM波相反，两侧增宽而中间变窄，这说明为了使电流波形跟踪正弦波，应该调整一下电压波形。
三相桥式全控整流及逆变电路matlab仿真
三相桥式全控整流及逆变电路matlab仿真电⼒电⼦技术课程设计系别：⾃动化系专业：⾃动化班级：1120393⼩组成员：费学智（25）薛阳（43）指导⽼师：周敏⽇期：2013年12⽉13⽇⽬录1.简要背景概述 (3)2.⼯作原理介绍 (3)3.主电路设计 (4)4. simulink仿真系统设计 (5)5.仿真结果分析 (7)6.总结（收获与体会） (17)7参考⽂献 (17)⼀简要背景概述随着社会⽣产和科学技术的发展，整流电路在⾃动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应⽤⽇益⼴泛。
常⽤的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。
三相全控整流电路的整流负载容量较⼤,输出直流电压脉动较⼩,是⽬前应⽤最为⼴泛的整流电路。
它是由半波整流电路发展⽽来的。
由⼀组共阴极的三相半波可控整流电路和⼀组共阳极接法的晶闸管串联⽽成。
六个晶闸管分别由按⼀定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发⾓时，相应的输出电压平均值也会改变，从⽽得到不同的输出。
由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采⽤常规电路分析⽅法显得相当繁琐，⾼压情况下实验也难顺利进⾏。
Matlab提供的可视化仿真⼯具Simulink可直接建⽴电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且⽴即可得到任意的仿真结果，直观性强，进⼀步省去了编程的步骤。
本⽂利⽤Simulink对三相桥式全控整流电路进⾏建模，对不同控制⾓、桥故障情况下进⾏了仿真分析，既进⼀步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电⼒电⼦实验教学奠定良好的实验基础。
三相桥式全控整流电路以及三相桥式全控逆变电路在现代电⼒电⼦技术中具有很重要的作⽤和很⼴泛的应⽤。
这⾥结合全控整流电路以及全控逆变电路理论基础，采⽤Matlab 的仿真⼯具Simulink对三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路进⾏仿真，对输出参数进⾏仿真及验证，进⼀步了解三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路的⼯作原理。
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。
电压源三相方波逆变电路的仿真建模
电压源三相方波逆变电路的仿真建模
以下是一个简单的电压源三相方波逆变电路的仿真建模示例，使用的仿真软件为Matlab Simulink。
由于无法引用真实名称，所以我们使用V1、V2、V3来代替三个电源。
1. 打开Matlab Simulink软件，创建一个新的模型。
2. 将一个三相方波信号源(Voltage Source) V1 添加到模型中，并设置其参数，如设置幅值为300V、频率为50Hz。
5. 添加一个三相逆变电路(Three Phase Inverter)模块到模型中，并将V1、V2、V3分别连接到逆变电路的三个输入端口。
6. 在逆变电路模块上设置其他参数，如开关频率、载荷电阻等。
7. 添加一个Scope模块到模型中，将逆变电路的输出信号连接到Scope模块的输入端口。
8.设置仿真时间和其他相关参数。
9. 运行仿真，并观察Scope模块中的输出波形。
10. 可根据需要对模型参数进行调整，如改变方波信号的幅值、频率等。
请注意，以上步骤只是一个示例，实际的电路仿真建模可能需要更复杂的参数设置，并根据具体电路的要求进行调整。
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。
(完整版)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.图错误!未定义书签。
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.4M ATLAB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 1 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.输出经过一个三相变压器隔离后通入一个三相的RLC负载模块（Three phase parallel RLC)。
我的三相逆变器Matlab仿真研究
三相逆变器Matlab仿真研究1方案选择1.1 课程设计要求本次课程设计要求对逆变电源进行Matlab仿真研究，输入直流电压为110V，输出为220V三相交流电，建立三相逆变器Matlab仿真模型,进行仿真实验，得到三相交流电波形。
1.2 实现方案确定由于要求的输出为220V,50HZ三相交流电，显然不能直接由输入的110V直流电逆变产生，需将输入的110V直流电压通过升压斩波电路提高电压，再经过逆变过程及滤波电路得到要求的输出。
根据课本所学的，可以采用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，得到三相交流电，同时采用SPWM 控制技术，使其频率为50HZ。
斩波电路有脉冲宽度调制、频率调制和混合型三种控制方式。
在此使用第一种控制方式，这种方式也是应用最多的方法。
通过控制开关器件的通断实现电能的储存和释放过程，输出信号为方波，调节脉宽可以控制输出的电压的大小。
根据直流侧电源性质不同，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控制方式有两种，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范围内变化，所得到的PWM波形也只在单个极性范围变化的单极性PWM控制方式，另一种是双极性控制方式，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，一般采用双极性控制方式。
该电路的输出含有谐波，滤波电路采用RLC滤波电路。
直流斩波电路采用PWM斩波控制，输出的方波经过滤波电路后变为直流电送往逆变电路。
逆变采用PWM逆变电路，采用SPWM作为调制信号，输出PWM波形，再经过滤波电路得到220V、50Hz三相交流电，系统总体框图如图1所示。
图1 系统总体框图2各模块原理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 。
matlab三相整流系统仿真
一．Matlab 仿真1.仿真图 Continuouspowerguiv +-Voltage Measurement4Series RLC Branch Scope Pulse Generator2PulseGenerator1PulseGenerator g ma k Detailed Thyristor2gm a k Detailed Thyristor1g m a k Detailed Thyristori +-Current Measurement3i +-Current Measurement2i +-Current Measurement1i +-Current Measurement v +-CAC v +-BCB v +-ABA图1.1 三相半波整流电路仿真图2.参数设置。
电源参数设置：电压设置为380V，频率设为50Hz。
a相的电压源设为0，b相的电压源设为-120，c相的电压源设为-240。
负载参数设置：电阻设为1。
脉冲参数设置：有三个触发脉冲，电源电压频率为50Hz，故周期设置为0.02s，脉宽可设为2，振幅设为5。
在三相电路中，触发延时时间并不是直接从a换算过来，由于a角的零位定在自然换相角，所以在计算相位延时时间时要增加30度相位。
因此当a＝0度时，延时时间应设为0.0033。
其计算可按以下公式：t=（α+30）T/360。
触发角a＝0度时，延迟角依次设置为：0.00167，0.00837，0.01507触发角a＝30度时，延迟角依次设置为：0.0033，0.01，0.0167触发角a＝45度时，延迟角依次设置为：0.00417，0.01087，0.01757触发角a＝60度时，延迟角依次设置为：0.005，0.0117，0.0184晶闸管参数设置：图2.1二．模型仿真设置好后，即可开始仿真。
选择算法为ode23tb，stop time设为0.1。
点击开始控件。
仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。
基于matlab下的spwm三相桥式逆变电路
基于MATLAB 下的SPWM 三相桥式逆变电路理论补充：逆变器工作原理：整个实验在三相桥式逆变电路下进行，如下图1，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，达到逆变效果。
图1 实验主电路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）的比较得到的，分析1VT 管的通断情况：当正弦波r u 比三角载波c u 大的时候比较器输出1，1VT 导通，否则，比较器输出0，1VT 关断。
同理4VT 导通情况只要与1VT 反相即可。
图2 PWM 波生成原理简图仿真：1.主电路模块搭建：如图3，输入直流电压源大小V U d 250=，输入部分为三相对称电感、电阻性负载，作星形连接，电阻取值大小为Ω=2R ，电感取值mH L 01.0=。
图3 SPWM 三相桥式逆变仿真电路Universal Bridge 元器件说明图4 Universal Bridge 模块和通用桥展开图Universal Bridge 模块的中文名是通用桥模块，它有1个桥臂、2个桥臂和3个桥臂的选择。
它的三个桥臂的展开图如下图4所示，当六列PWM 信号输入通用桥的g 端口时，通用桥会自动分配每一列的信号给每一个管子，控制该管子的开闭。
其输入的顺序是，第一列信号输入到1VT ，第二列信号输入到4VT ，第三列信号输入到3VT ，第四列信号输入到6VT ，第五列信号输入到5VT ，第六列信号输入到2VT 。
2.SPWM 生成模块由图2可知，当调制信号的正弦波r u 大于三角载波c u 时，逆变器输出高电平，否则，输出低电平，可设计如图5触发电路，以A 相电路上下桥臂为例。
图5SPWM中A相的上下桥臂的输入信号图5中用了两个逻辑比较器Relational Operator来比较两列输入波形的大小，Relational Operator的工作原理是，符合图中逻辑关系时，输出1；反之，输出0。
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的三相桥式PWM逆变电路的状态空间分析与仿真
ifrcam ==n
disp('System is controlled')
elseifrcam<n
disp('System is no controlled')
end
ob=obsv(A,C);
rob=rank(ob);
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。
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)1U (001)5U (101)4U (100)6U (110)2U (010)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ0U (000)7U (111)βcU θβu αu 1sv U 2sv U 3sv U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。
三相逆变器Matlab仿真
三相逆变器M a t l a b仿真 Revised by Jack on December 14,2020三相无源电压型SPWM逆变器的构建及其MATLAB仿真09 电气工程及其自动化邱迪摘要：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。
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。
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。
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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。
输出经过一个三相变压器隔离后通入一个三相的RLC负载模块（Three phase parallel RLC）。
加入了两个电压测量单元voltage measurement和voltage measurement1，并将结果输出到示波器模块Scope1.
4.1 仿真中的各个模块及其参数设定
1)整流桥
图 3 通用三相整流桥模块
其中Number of bridge arms（桥臂个数）为3，Power Electronic device（电力电子器件）选用IGBT/Diodes（晶闸管）。
2)SPWM脉冲信号发生器模块
图 4 SPWM脉冲发生器
图4为为控制通用三相整流桥产生SPWM的脉冲信号发生器，使用的是Matlab中的Discrete PWM Generator模块。
该模块的作用即为为产生PWM而用以控制IGBTs等电桥的脉冲信号。
为该模块的参数设置，在Generator mode选项中选择3-arms bridge(6 pulse),既三桥臂共需要六个脉冲信号用以控制如错误!未找到引用源。
中所示的六个电子管。
Carrier frequency为载波频率，该频率的大小决定了一个周期内SPWM脉冲的密度Frequency of output voltage是输出电压的频率，此处设置为国内标准的50Hz。
3)其他模块
为模拟真实供电效果，在仿真系统中，整流桥输出的电压通入一个三相变压器后接入一个三相的RLC负载模块。
三相变压器的原边为三角形绕组，副边为星型绕组。
负载标称电压：220v，标称频率50Hz，有功功率：1000W，电感无功功率：0W，电容无功功率：500W。
图 5 变压器及负载模块
4.2 仿真特性分析
在仿真中，在整流桥的输出和变压器的输出加上了电压测量模块，并将测量显示在了一个示波器模块上。
仿真时间设定为0.1s。
如图6所示便是仿真后的输出结果，上部分为整流桥的输出波形，下部分为变压器副边的电压波形
图 6 示波器输出波形
将示波器的横轴时间设定为0.01s后的图形如下：
图7 0.03s内的波形图
观察波形可知，没半个周期输出的脉冲数为21个。
4.2.1载波频率与输出电压频率改变对波形的影响
1.将Discrete PWM Generator模块中的载波频率有原来的1080Hz提高至2160Hz。
所得波形如
图8所示。
图8 载波频率为2160Hz时的波形图1
可以清楚的观察到，PWM脉冲密度加大，正弦波形较原来更加光滑。
放大后的波形图如下：
图9 载波频率为2160Hz
观察图形可知，没半个周期内的脉冲个数为43个。
由两个仿真结果可见，载波频率直接影响了波形的光滑度，载波频率越大波纹越小仿正弦效果
越好。
但也应注意到频率过高有可能对整流桥器件产生影响，所以也不能过于高。
2.载波频率为1080Hz，将输出电压的频率提高为100Hz后：
图10 输出电压为100Hz 载波频率1080
图11 放大图输出电压为100Hz
观察波形，没半个周期内的脉冲个数为11个。
改变输出电压后可以注意到，波纹想对于50Hz时变小了，但由于没半个周期内的脉冲个数由21个变为了11个，所以仿正弦效果大大下降了，可见如若提高输出电压的频率后，不改变载波频
率，逆变效果会打折扣。
可见，在提高了输出电压频率的同时，成比例的提高载波频率，便可以使得仿正弦波保持原来的波形质量。
4.2.2 改变负载对输出的影响
将载波频率与输出电压频率固定为1080Hz和50Hz。
a)去除负载后（既变压器副边开路）的仿真波形。
图12 去除负载后的仿真波形
b)改变负载有功功率为100W。
图13 减小负载有功功率为100W的波形
减小负载后可以发现，在系统启动的初期，波形不稳定有很大的震荡而后期则趋于稳定，波形与1000W时相比并无差别。
c)改变负载有功功率为10KW的波形
图14 有功功率为10KW时的波形
增加有功功率后，启动时波形震荡减小能够较快进入稳态。
增大容性功率后，波形较之前更为光滑，但启动时产生了波动，但进入稳态后波形仿制效果更佳理想。
结论
通过应用Matlab软件，构建了一个使用无源型三相逆变电路供电的系统，并进行了仿真。
在对获得的仿真波形分析中，定性地讨论了逆变器的两个主要参数——载波频率和输出电压频率以及不同负载对系统仿真结果的影响。
获得以下结论：
(一)在电压输出频率一定的情况下，载波频率的大小决定了每个周期内的仿正弦脉冲个数，即
决定了正弦波形的仿制质量。
(二)负载有功功率越大，系统进入稳态的时间越快，较小的负载有功功率会在暂态时产生很大
的波动。
(三)负载的容性无功功率的增大，一方面可以使得正弦电压仿制质量提高，但另一方面会在暂
态时产生过大的过载电压，并且延缓系统进入暂态的时间。
(四)负载的感性功率对于正弦电压的仿制并无太大影响。