电力电子建模ch5_逆变器的建模与控制

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电力电子系统建模与控制DC-DC变换器电流峰值控制及其建模精选课件

第5章 DC-DC变换器电流峰值控制及其建模
1. 稳定性问题
以Buck电路为例，电流峰值控制结构图如图5.1所示。稳态时电感电流连续时的波形如图5.2所示，其中m1和 -m2分别是开关管ON和OFF期间电流波形的斜率。
在开关管导通期间，电感电流线性增长，在t=αT时刻，电感电流达到最大值（即电流指令iC）。则有
D2T v~g
(1 2D)T v~ )
MaT
2L
2L
写成一般形式如下式所示，对应的控制系统结构图见
图5.6，其中电压环为内环，电压环的给定是
~
iC
i~L
，电压环的反馈是 Fgv~g
Fvv~
，电流环的给定是
~
iC
，电流环的反馈是

~
iL
~
~
Fm(iC
~
iL
Fgv~g
Fvv~ )
第5章 DC-DC变换器电流峰值控制及其建模
第5章 DC-DC变换器电流峰值控制及其建模
5.1 电流峰值控制概念 5.2 电流峰值小信号模型 5.3 改进的电流控制模型
第5章 DC-DC变换器电流峰值控制及其建模
5.1 电流峰值控制概念
在DC/DC变换电路中，一般控制功率开关管占空比的信号是由调制信号与锯齿波载波信号比较后获得的，而电流峰值控制（CPM）中，是用功率开关管电流波形或电感电流波形代替锯齿波调制信号，以获得所需的PWM控制信号。
在高频段 Tv(s) / Zo(s) 可近似为一阶环节，即
Tv(s) / Zo(s) 1 M2
s MaTD
则穿越频率 c M2 ，低频时 || Tv(s) / Zo(s) ||1 ，则

电力电子系统建模控制与仿真_参考教材参考实例

380419124@，为方便管理，防止进入垃圾邮件，电子文档与邮件标题建议格式为：学号姓名_课程名称_论文标题，例“132081 朱海勇_电
力电子系统建模控制与仿真_XXXXXXX”；同时纸质文档放到我在学院
办公室的信箱（动力楼二楼）[纸质文档要上交存档]；注意使用学校统一的封面。
（2）考核内容：用 Matlab 搭建仿真模型，结合你自己的论文课题或导师研究方向或自己有兴趣的方向，参考后面的例程，给出模型的建立过程与仿真结果。
（18）
yˆ(t) = Cxˆ(t) + Euˆ(t) + [(C1 - C2 ) X + (E1 - E2 )U ]dˆ(t) + (C1 - C2 )xˆ(t)dˆ(t) + (E1 - E2 )uˆ(t)dˆ(t)
（19）
因为上面式子中含有信号积，所以上面式子是非线性的。我们要求的是线性
的等式。又因小信号的乘积的幅值是远远小于等式中其他项的，因此可以去掉小
x&(t) = A2x(t) + B2u(t)
(3)
y(t) = C2 x(t) + E2u(t)
(4)
其中：x(t)为状态向量；u(t)为输入向量；A2 和 B2 分别为状态矩阵与输入矩阵； y(t)为输出变量；C2 和 E2 分别为输出矩阵和传递矩阵。由于此时为开关关闭状态，所以 A2、B2、C2、E2 的形式与上面(1)与(2)不一样。
其中 A = DA1 + D¢A2 ， B = DB1 + D¢B2 ， C = DC1 + D¢C2 ， E = DE1 + D¢E2
二、升压斩波电路部分模型的建立
对于升压斩波电路而言，其主电路可分为输入滤波部分和升压斩波部分。为便于分析，只考虑升压斩波部分，其后的负载可以等效为一个负载电阻，升压斩波部分可以简化为图 1 所示电路。

电力电子系统建模及控制1_第1章DCDC变换器的动态建模

由式(1—6)得到
当Buck-Boost变换器电路达到稳态时，电感电流的瞬时值间隔一个周期是相同的，即i(t+Ts)=i(t)，于是上式表明，电感两端电压一个开关周期的平均值等于零，即所谓伏秒平衡。这样可以得到
在阶段1，即[t，t+DTs]，电感两端的电压vL(t)=Vg；在阶段2，即[t+DTs，tБайду номын сангаасTs]，电感两端的电压vL(t)=V。代人式(1-12)得到
1．1状态平均的概念由于DC／DC变换器中包含功率开关器件或二极管等非线性元件，因此
是一个非线性系统。但是当：DC／DC变换器运行在某一稳态工作点附近，电路状态变量的小信号扰动量之间的关系呈现线性的特性。因此，尽管： DC／DC变换器为非线性电路，但在研究它在某一稳态工作点附近的动态特性时，仍可以把它当作线性系统来近似，这就要用到状态空间平均的概念。图1—2所示为：DC／DC变换器的反馈控制系统，由Buck DC／DC变换器、 PWM调制器、功率器件驱动器、补偿网络等单元构成。设DC／DC变换器的占空比为d(t)，在某一稳态工作点的占空比为D；又设占空比d(t)在D附近有一个小的扰动，即：
在阶段2，即[t+dTs，t+Ts]，开关在位置2时，电感两端电压为
通过电容的电流为
图1-5为电感两端电压和通过电感的电流波形，电感电压在一个开关周期的平均值为
如果输入电压vg(t)连续，而且在一个开关周期中变化很小，于是vg(t)在 [t，t+dTs]区间的值可以近似用开关周期的平均值<vg(t)>Ts表示，这样
下面我们将电感电流波形作直线近似，推导关于电感电流的方程。如图 1—6所示．当开关在位置1时

电力电子器件的建模与控制

电力电子器件的建模与控制随着电力电子技术的不断发展，电力电子器件在工业、航空、船舶、军事等领域中的应用日益广泛。

电力电子器件的建模与控制是电力电子技术的重要研究方向。

本文将从建模与控制两个方面对电力电子器件进行探讨。

一、电力电子器件的建模建立电力电子器件的数学模型是研究电力电子器件必不可少的一步。

通过建模，可以分析电路的性能、控制器的设计和控制策略的优化。

下面将介绍常用的电力电子器件的建模方法。

1.硅控整流器模型硅控整流器是一种常见的电力电子器件。

硅控整流器的模型可使用平均值模型来建立。

该模型假设输电电压和输出电流是恒定的，并考虑了开关器件的导通与关闭时间。

该模型的参数包括输入电压、输出电流、开关器件的电阻和电容等参数。

2.IGBT模型IGBT是一种常见的功率晶体管。

IGBT的模型可使用双极性晶体管模型来建立。

该模型假设管子中的电荷可以被充电和放电，并将管子的行为分为两个状态：导通状态和截止状态。

该模型的参数包括输电电压、支路电阻、门控电源电压、漏极电流等参数。

3.电容模型电容是一种基本的电力电子器件。

电容的模型可以使用电容模型来建立。

该模型假设电容器可以储存电荷，并导致电势差的变化。

该模型的参数包括电容量、电势差、储能能量等参数。

二、电力电子器件的控制通过控制器对电力电子器件进行控制，可以实现对电路的控制和优化。

在控制器的设计与开发过程中，我们通常需要考虑以下三个方面的内容：1.控制器的输出控制器的输出是控制电路的关键。

输出应具有良好的稳定性和准确性，并且应相应地响应输入信号。

2.控制器的输入控制器的输入是从传感器、计算机或其他控制器获得的信号。

输入信号应被正确识别和处理，并被传递给控制器以支持合理的控制策略。

3.控制器的策略为实现良好的控制性能，必须实施合理的控制策略。

控制策略应该基于目标性能指标，例如输出电流和功率，恰当地融合传感器技术、控制算法和装置等。

总结电力电子器件的建模与控制是电力电子技术发展的关键。

第04章-电力电子变换器的数学模型及仿真.

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第4章电力电子变换器的数学模型及仿真
4.2.3 电压空间矢量PWM（SVPWM）技术经典的SPWM控制主要着眼于使变压变频器的输出电压尽量
接近正弦波，并未顾及输出电流的波形。而电流滞环跟踪技术则直接控制输出电流，使之在正弦波附近变化，这就比SPWM技术前进了一步。然而，交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目的是在定、转子之间的气隙空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。如果对准这一目标，把逆变器和交流电动机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应该会更好。这种控制方式称为磁链跟踪控制，也称为电压空间矢量 PWM（SVPWM，Space Vector PWM）控制。下面首先介绍空间矢量的基本概念。
考虑动态响应特性，对于高性能的交流伺服系统，需要有快的动态响应，此时应采用电流跟踪型PWM技术，即对电流实行闭环控制，以保证其波形的正弦性。国外从上世纪80年代以来一直在探讨一种新的控制策略，就是使电压型逆变器受电流信号控制，并直接输出正弦电流波形，从而构成一种所谓的电压源电流型逆变器。这种逆变器除保持电压型逆变器原有特点外，还兼有电流型逆变器的一些优点，即快速的力矩控制、较强的过载能力、较小的电流谐波。此外，这种逆变器的PWM开关规律自动生成，从而简化了控制电路。
(1) 他控式变频调速系统：如图4-6所示，系统中所用的变频装置是独立的，其输出频率直接由速度给定信号决定，属于速度开环控制系统。由于这种系统没有解决同步电动机的失步、振荡等问题，所以在同步电动机的调速场合很少使用。
电源
变频装置
电动机
负载
图4-6 他控式变频调速系统
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第4章电力电子变换器的数学模型及仿真
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三相逆变器的建模及其控制

三相逆变器的建模及其控制屈百达;潘文英【摘要】功率开关的动作使三相逆变器成为一种典型的切换系统,常规的控制方法基本是从线性系统出发设计的,但是这些方法不能有效地反应逆变器的内在特性.因此在考虑逆变器的混杂特性的基础上,直接从切换理论出发,构建三相逆变器的数学模型,并给出了一种切换控制方法.该算法不需要复杂的坐标变换和解耦运算,就可以实现交流信号的有效跟踪,使得三相逆变具有了更高质量的正弦输出电流,仿真实验验证了该算法的有效性.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2014(038)002【总页数】4页(P345-348)【关键词】三相逆变器;切换系统;数学模型【作者】屈百达;潘文英【作者单位】江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TM464三相电压型逆变器应用于多种场合，例如静止无功补偿器、不间断电源、配电网的发电系统、电机的控制等。

在能源紧缺的当今世界，逆变器及其控制技术的研究具有重要的意义，并且越来越受到关注。

功率开关器件的存在，使得电力电子电路在工作时同时包含连续和离散两种状态。

对于三相逆变器，由于开关模态的多元化，使得其在建模过程更加复杂，逆变器的实际工作过程可以描述为在特定切换规则的控制下不同的连续子系统之间的切换。

近年来，切换系统的提出为电力电子电路分析和设计提供了新的视角。

从系统理论的角度讨论，大多数电力电子电路是属于切换系统，系统在切换开关的控制下在几个子系统中切换，每个子系统都有动态行为。

由于切换系统的非连续性，其结构模型具有分段特性，传统的控制理论无法对非线性系统直接设计控制。

目前，大部分逆变器基本采用的是电压型逆变器拓扑结构，控制方式多为线性控制，例如滞环电流控制、直接功率控制[1]、空间矢量调制(SVPWM)控制[2]等。

而这些基于理想等效设计的控制策略无法准确得到逆变器的运动规律，因而需要对其控制性能进行分析[3]。

CRH5牵引逆变器的建模与仿真

2 我国发展现状
我国动车组发展起步较晚。自20世纪50年代开始引进动车组这一列车运行模式起，先后从法国，匈牙利等国引进技术。并制造了“中原之星” 、 “长白山”和“先锋”号动力分散型动车组。为进一步提高我国自行设计和制造高速动车组的能力，达到第六次列车提速运行时速达到200km/h 的要求，我国机车车辆工业企业引进国外先进技术制造了“和谐号”CRH1、CRH2、CRH3和CRH5型动力分散型高速动车组，并已经投入运营，其中有些动车组在部分区段最高运营速度可达到250km/h，其中CRH3的运营速度已超过了300km/h。
四 CRH5牵引逆变系统的建模与仿真
1 Simulink简介 2 仿真模型的建立 3 仿真结果分析
1 Simulink简介
要研究CRH5牵引逆变器在牵引工况下的实际工作方式，要在 Mat lab/Simulink仿真环境下，对CRH5 牵引变流器建立系统模型，通过对仿真结果的分析，验证理论推导的正确性。 SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于 Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。
CRH5牵引逆变器的建模与仿真
指导老师：班级：姓名：
一研究背景和意义
1. 国外发展情况 2. 我国发展情况 3. 发展动车组的必要性
1 国外发展现状
高速动车组的发展已成为当今世界铁路技术发展的热点，是铁路现代化高新技术的综合集成。日本是世界上最早研发高速动车组的国家，随着其研发的第一列高铁 “光子号”从东京驶向大阪，标志着世界上真正意义的高速列车诞生。另外，法国和德国也在加速发展本国的高速动车组，2007年4月3日，法国试验动车组V150创造了 574.5km/h的高速铁路试验速度新纪录。德国在铁路建设方面是历史最悠久的国家，其高速铁路的发展在经过短暂的低谷后又重新进入高速发展的轨道。

电力电子变换器的建模和控制

这一摘录强调了建模在电力电子变换器理解中的重要性。通过建立模型，我们可以更好地理解电力电子变换器的运作方式，从而更好地控制和优化其性能。
“电力电子变换器的控制方法可以分为两大类：线性控制和非线性控制。” ——摘自第3章
这一摘录概括了电力电子变换器控制方法的分类。线性控制方法基于线性系统理论，通过调整变换器的输入和输出电压之间的比例关系来控制其性能。而非线性控制方法则是基于非线性系统理论，通过调整变换器的内部工作点来控制其性能。
《电力电子变换器的建模和控制》是一本非常值得一读的书。它不仅提供了丰富的理论知识，还通过案例研究和实践应用，让我们更好地理解和掌握电力电子变换器的应用。我相信这本书对于所有对电力电子、控制系统和信号处理感兴趣的读者都将大有裨益。
目录分析
《电力电子变换器的建模和控制》是一本涵盖电力电子、控制系统和信号处理学科交叉的书籍，机械工业社的这本书籍的内容深入浅出，旨在帮助读者理解电力电子变换器的建模和控制。书籍的内容分为两部分，第一部分是电力电子变换器的建模，第二部分是电力电子变换器的控制。
这本书籍的亮点在于其理论与实践的完美结合。作者在介绍每种模型和控制方法时，都给出了足够详细的解释和说明，同时还有具体的案例分析和解决方案，使得读者可以更好地理解和应用这些理论。这本书籍还具有完整的目录和
作者简介
作者简介
这是《电力电子变换器的建模和控制》的读书笔记，暂无该书作者的介绍。
感谢观看
《电力电子变换器的建模和控制》这本书提供了关于电力电子变换器建模和控制的重要知识。通过深入浅出的方式，作者解释了电力电子变换器的基本原理、建模方法和各种控制策略。书中的精彩摘录不仅展示了作者的专业素养，而且为读者提供了宝贵的参考信息。这本书对于想要深入了解电力电子变换器建模和控制的学生和工程师来说是一本必备的参考书籍。

电力电子系统建模与控制教学大纲

电力电子系统建模与控制一、课程说明课程编号：090407Z10课程名称：电力电子系统建模与控制/Modeling and Analysis of Power Electronics System课程类别：专业课学时/学分：48（8）/3先修课程：电力电子技术，自动控制原理适用专业：电气工程及其自动化、电气工程卓越工程师、自动化课程类别：专业课教材、教学参考书：1.《电力电子系统建模与控制》，徐得鸿主编，机械工业出版社，2006年1月2.《电力电子学》，陈坚编著，高等教育出版社，2002年2月3.《电力电子装置及系统》，杨荫福等清华大学出版社，2006年9月4.《矩阵式变换器技术及其应用》，孙凯等编著，机械工业出版社，2007年9月二、课程设置的目的意义电力电子系统建模及控制是电气工程及其自动化、自动化专业的一门重要的专业课。

本课程重点介绍电力电子系统的动态模型的建立方法和控制系统的设计方法，并详细介绍开关电源、逆变器、UPS电源、DC/DC电源及矩阵变换器装置的基本组成、控制方式及其设计思想。

电力电子器件、装置及系统的建模与控制技术涉及功率变换技术、电工电子技术、自动控制理论等，是一门多学科交叉的应用性技术。

通过本课程的学习，使学生具有电力电子系统的设计和系统分析的能力，有利于促进我国电力电子产品和电源产品性能的提高。

三、课程的基本要求知识：掌握DC/DC、三相变流器、逆变器和矩阵变换器等电力电子变换器的动态建模方法；掌握DC/DC、三相变流器、逆变器和矩阵变换器等系统的控制方法；掌握开关电源、逆变器、UPS电源、DC/DC电源及矩阵变换器装置的基本组成、控制方式和设计思想。

能力：提高学生理论联系实际的能力，提高分析、发现、研究和解决问题的能力。

素质：通过电力电子系统建模控制系统的的分析与设计，着力于提升学生理论联系实践、理论应用于实践的综合素质。

四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、课外作业的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、辩论、课内互动等，过程考核占总评成绩的。

电力电子建模分析及控制器设计的一般过程

电力电子建模分析及控制器设计的一般过程
电力电子建模分析及控制器设计的一般过程包括以下几个步骤：
1. 系统建模：首先需要对电力电子系统进行建模,根据其特性以及控制要求选择适当的建模方式,例如,根据等效电路模型可以得到系统的状态方程,根据矢量控制原理可以设计SVPWM 控制器。

2. 系统分析：利用系统建模得到的状态方程和控制器,进行系统分析,得到一些关键性能指标,如系统的稳定性、动态响应特性、电流、电压、功率等等。

3. 控制器设计：根据系统分析的结果,进行控制器的设计。

控制器设计中需要考虑各种约束因素,如硬件实现的限制、成本、可靠性等等。

一般控制器又可以分为模拟控制和数字控制两种,模拟控制主要包括比例积分控制、模糊控制、滑模控制等等,数字控制主要包括基于DSP、FPGA、ARM等处理器架构的数字控制器。

4. 仿真验证：在设计完控制器之后,需要进行仿真验证,进一步验证控制器的性能,优化参数,并进行测试改进工作。

5. 硬件实现：将控制器进行硬件实现,对原理图进行电路设计,制作PCB板、采购必要的器件、调试、测试,直至系统实现。

6. 系统测试：对系统进行全面测试,验证其性能是否符合设计要求,并对性能进行总结,实现完善。

以上是电力电子建模分析及控制器设计的一般过程,实际过程中可以根据具体应用需求进行适当调整。

电力电子大作业--发电变网逆变器的设计--PPT

400
200
0
1100
1099.5
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0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0.87
0.88
0.89
0.9
0.91
0.92
0.93
0.94
0.95
逆变器直流侧电容电压
150
500
逆变器交流侧相电压
100 50 0
0
-50 -100 -150 0.74
4、逆变器的参数设计与仿真
4.1并网逆变器的技术指标
本文设电网额定频率为50Hz，电网线电压额定值为690v。本文取，再参考逆变器单相并网的标准化指标，本文设计的直驱式风力发电并网逆变器的技术指标如下表所示：
额定输入电压（U dc ，V）最大允许输出电流（A）并网线电压有效值（ E ，V）
1100 160 690
3、逆变器的控制策略
本文所设计风电逆变器总体的动态控制结构框图如图：
图中，Udc*是给定的中间直流电压，Udc是作为外环反馈的中间直流电压，二者之差作为PI调节器的调节信号进入PI调节器进行调控，调控的结果又作为内环d轴的给定电流id*。作为内环反馈的逆变器网侧并网交流电流信号经过坐标变换得到两相静止坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq 。赋iq*值为0以获得单位功率因数。d轴和q轴各自的反馈量和给定量进行比较后分别进入独立的PI 调节器进行独立调控，PI调节器的输出结果注入反馈的电网电压以及轴互相之间的耦合量进行解耦，经过坐标变换将反馈调控的结果变换到两相旋转坐标系，然后把信号交给SPWM调控，对逆变器三相桥上开关器件进行控制，实现逆变器的控制。

电力电子课程设计基于PWM逆变器的设计与仿真

电力电子系统仿真设计报告题目：基于PWM逆变器的设计与仿真指导老师：杨小玲院系：电气三班姓名：吴明学号：08230318时间：2011.12摘要现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM型逆变电路。

通过对PWM型逆变电路进行研究，首先建立了逆变器单极性控制和双极性控制所需的电路模型，采用IGBT作为开关器件，并对单相桥式电压型逆变电路和三相桥式电压型逆变电路的工作原理进行了分析，运用MATLAB中的SIMULINK对电路进行了仿真，并给出了仿真结果波形，证实了MATLAB软件的简便直观、高效快捷和真实准确性。

关键词：SPWM；PWM；逆变器；MATLAB目录引言 (4)第一章对仿真软件以及设计内容及技术要求简单介绍 (5)1.1对仿真软件MATLAB的介绍 (5)1.2设计内容 (6)1.1.1设计的内容： (6)1.1.2PWM逆变器的电路参数要求 (6)1.2设计技术要求 (6)1.2.1仿真任务要求： (6)1.2.2设计的总体要求 (6)第二章对电力电子器件的简单介绍 (7)2.1．电力电子中常用的器件做简单的介绍： (7)第三章 PWM逆变器电路的设计和工作原理 (12)3.1、SPWM逆变器调制原理 (12)3.2、SPWM控制方式 (13)3.2.1单极性SPWM调制方法 (13)3.2.2双极性SPWM调制方法 (14)3.3调制法 (15)第四章. PWM逆变器电路的电路仿真及分析 (19)4.1PWM技术逆变器原理 (19)4.2于PWM技术逆变器及其仿真 (19)4.2.1GBT在MATLAB中的实现 (19)4.2.2PWM发生器 (21)4.3.3相单极性PWM仿真 (22)第五章心得体会与总结 (32)参考文献33引言电力电子学是由电力学，电子学和控制理论三个学科交叉而形成的，电力电子技术的应用范围十分广泛。

其不仅应用于一般的工业，同时广泛应用于电力系统，交通运输，通讯系统以及新能源系统。

电力电子课程设计+逆变器

电力电子课程设计逆变器的设计(2009-04-22 11:23:45)标签：教育分类：课程设计概述随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。

对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。

因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。

电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。

目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。

IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。

它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。

尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外,绝缘材料的缺陷也是一个问题。

在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。

该调制方法的最大缺点是它的4个功率管都工作在较高频率(载波频率)，从而产生了较大的开关损耗，开关频率越高，损耗越大。

本文针对正弦波输出变压变频电源SPWM调制方式及数字化控制策略进行了研究，以TMS320F240数字信号处理器为主控芯片，以期得到一种较理想的调制方法，实现逆变电源变压、变频输出。

一、正弦波逆变器的设计要求和主电路形式电力系统变电站和调度所的继电保护和综合自动化管理设备有的是单相交流供电的，其中有一部分是不能长时间停电的。

普通UPS设备因受内置蓄电池容量的限制，供电时间比较有限，而直流操作电源所带的蓄电池容量一般都比较大，所以需要一套逆变电源将直流电逆变成单相交流电。

现代电力电子变换电路的建模与控制

第一章概述1.1. 参考资料（1）现代电力电子技术，林渭勋，机械工业出版社（2）电力电子系统建模及控制，徐德鸿，机械工业出版社（3）现代电力电子技术基础，赵良炳，清华大学出版社（4）现代逆变技术及其应用，李爱文等，科学出版社1.2. 现代电力电子学的定义及其意义现代电力电子学：以高频技术处理电力电子技术问题。

现代电力电子学的意义：电能变换、频率变换更自由、性能和效率更高，具体体现为：(1)网侧和输出侧的谐波得到了有效的改善；(2)网侧功率因数可方便地予以控制；(3)加快了电力电子系统的动态响应；(4)大幅度降低原材料消耗；(5)有效地控制环境噪声污染。

1.3 常用的现代电力电子器件1.3.1 电力二极管（1）普通整流二极管，工作在1KHz以下。

（2）快恢复二极管，trr在几个微秒-几百纳秒（3）超快恢复二极管，trr小于100纳秒（4）肖特基二极管，trr为几十纳秒，正向电压降较低，但耐压较低（小于100V）1.3.2 全控型器件第二章现代电力电子变换电路的常见形式2.1. 电力电子变换系统的基本结构图2.1 电力电子变换器基本结构图(1) 输入电路一般为整流电路、滤波电路等。

(2) 控制电路完成变换器特定任务的控制，如PWM、SPWM；根据参考量（REF）和反馈量完成闭环运算和修改控制力度；根据保护电路的状态决定开通或封锁变换器。

(3) 辅助电源提供控制电路的工作电源(4) 输出电路一般为整流电路、滤波电路。

(5) 保护电路1）输入过压、欠压保护（可自恢复）。

2）输出过压、欠压保护（一般不自恢复）。

3）过载、过热保护（一般可在降温后自恢复）。

4）过流、短路（不可自恢复）。

2．变换电路一般有DC-DC、DC-AC（逆变）、AC-AC、AC-DC。

2.2. 非隔离式DC-DC 变换电路 2.2.1. 升压变换（Boost 电路）电路原理图见图2.2，仿真模型见EX2_1，(δ=Tton，称为占空比，Duty Circle ）电感电流连续时，根据开通和关断期间储能和释能相等的原理Vi*IL*ton=(Vo-Vi)*IL*toff则可得到输出电压计算公式为V o=toffT Vi图2.2 Boost 电路原理图图2.3 Boost 电路电感电流连续时的电感电流、V DS 和负载电压波形图2.3为Vi=100V，δ=50%情况下的电感电流、V DS和输出电压波形。

电力电子系统建模与控制

通过电力电子系统建模，分析电力系统的稳定性，预防和解决电力系统的故障问题。
无功补偿与有功滤波
利用电力电子装置实现无功补偿和谐波治理，提高电力系统的电能质量。
电机驱动系统
电机控制策略
通过建模和控制算法，实现电机的高效、精准控制，提高电机驱动系统的性能。
电机驱动系统保护
通过电力电子系统建模，实现电机驱动系统的过流、过压和欠压保护，确保系统的安全运行。
电力电子系统建模与控制
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• 电力电子系统概述 • 电力电子系统建模 • 电力电子系统控制 • 电力电子系统应用 • 电力电子系统发展趋势与挑战 • 电力电子系统建模与控制案例研究
01
电力电子系统概述
定义与特点
定义
电力电子系统是指利用电力电子器件进行电能转换和控制的系统，主要实现电能的转换、调节和控制。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
状态空间平均模型
总结词
状态空间平均模型是一种用于分析电力电子转换器稳态性能的数学模型，它将转换器的动态过程简化为一个平均值系统。
详细描述
状态空间平均模型通过在一定的时间周期内对状态变量进行平均来消除系统的动态特性。这种方法适用于分析转换器的稳态性能和直流分析，但不适用于分析系统的动态特性和交流分析。
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