单相全桥逆变器matlab仿真
4.5单相全桥逆变电路仿真实验
基于simulink 的单相全桥逆变电路仿真实验关键字:单相 全桥 逆变 simulink本次实验主要为利用simulink 中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相全桥逆变电路,电路的功能是将直流电逆变为交流电,在逆变电路的设计过程中,需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。
如果通过实验来验证, 需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤, 这样使得设计耗资大,效率低, 周期长。
现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法, 可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。
Matlab 是一种计算机仿真软件, 它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
Simulink 是基于框图的仿真平台, 它挂接在Matlab 环境上,以Matlab 的强大计算功能为基础, 用直观的模块框图进行仿真和计算。
其中的电力系统(Power System )工具箱是专用于RLC 电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。
以Matlab7.0 为设计平台, 利用Simulink 中的Pow er System 工具箱来搭建整流电路仿真模型,设置参数进行仿真。
一、单相全桥逆变电路工作原理1、电路结构°;a)tb)d)c) uo 波形同半桥电路的uo ,幅值高出一倍U m =U d ; d) i o 波形和半桥电路的i o 相同,幅值增加一倍; e) 单相逆变电路中应用最多的; 3、输出电压参数分析uo 成傅里叶级数 基波幅值 基波有效值当uo 为正负各180°时,要改变输出电压有效值只能改变Ud 来实现 4、移相调压方式(通过逆变器本身开关控制,适用于单相)图示单相全桥逆变电路的移相调压方式可采用移相方式调节逆变电路的输出电压,称为移相调压各栅极信号为180°正偏,180°反偏,且V 1和V 2互补,V 3和V 4互补关系不变 但V 3的栅极信号只比V 1落后q ( 0<q <180°)u o 成为正负各为q 的脉冲,改变q 即可调节输出电压有效值 uo 成傅里叶级数 输出电压的有效值: 基波有效值随着θ 的变化,谐波幅值也发生变化,特别是当θ 较小时,较低次的谐波幅值将与基波的幅ddo1m 27.14U U U ==πd o 1,3,54sin sin 2n U n u n t n θω∞==π∑值相当,所以,这种调压方式不适合大范围的调压。
基于MATLAB的单相逆变器SPWM的研究与仿真
基于MATLAB的单相逆变器SPWM的研究与仿真
卢祖漾;李自成;覃洋建;卢雯婷;白纹婷;鲁贝宁
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2022(39)7
【摘要】正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)控制技术是逆变电路中应用最广泛的PWM型逆变电路技术。
对SPWM型逆变电路进行分析,建立了逆变器控制所需的电路模型,分析了单相桥式电压型逆变电路和SPWM 控制电路的工作原理。
基于MATLAB给出了仿真的实例与仿真结果,验证了模型的正确性,突出了MATLAB仿真具有快捷、灵活、方便的优点。
【总页数】4页(P4-7)
【作者】卢祖漾;李自成;覃洋建;卢雯婷;白纹婷;鲁贝宁
【作者单位】成都理工大学工程技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
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1.基于Matlab/RTW的单相桥式逆变器SPWM目标代码自动生成研究
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5.基于Matlab 的三相Z源逆变器最大升压SPWM仿真研究
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基于Matlab的单相电压型全桥逆变器的仿真研究
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图1 单相 全桥 逆 变 器电路 图
图3 单相逆 变器的 P I D控 制方框 图
根据图 1 , 基 于基 尔霍 夫 电压定 理 和 电流定 理 ,
可 以得到 以下公 式 :
i f = i + i o
i 。 =c c d u
图3 中, U 为逆变器 的原始参考输出信号 ; e 为 信号跟踪误差 ; u 。 为负载逆变器的输出电压 ; i 。 为负
摘
要: 讲 述单 相逆 变器 的工作 原 理 , 并 以双极 性 控 制 方式 下单 相桥 式 逆 变 电路 为 例 , 采 用 经典 的 P I D
控 制策略 , 利 用 Ma l f a b / S i mu l i n k仿 真技 术进 行验 证 , 最后 仿真 结 果表 明 , 该 控制 策略 就有 良好 的 动 态性 能 。 关键 词 : Ma t l a b / s i mu l i n k ;电力 电子技 术 实验 : P MM 逆 变 电路
2 0 1 7 年第 1 期 安 徽 电 子信 息 职 业 技 术 学 院学 报 N o . 1 2 0 1 7 第1 6卷( 总第 8 8 期)J O U R N A L O F A N H U I V O C A T I O N A L C O L L E G E O F E L E C T R O N I C S & I N F O R M A T I O N T E C H N O L O G Y G e n e r a l N o . 8 8 V 0 1 . 1 6
单相逆变电源Matlab仿真研究
学号:课程设计题目单相逆变电源Matlab仿真研究学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师2012 年12 月28 日任务书学生:专业班级:指导教师:工作单位:自动化学院题目: 单相逆变电源Matlab仿真研究初始条件:输入直流电压:100V。
要求完成的主要任务:〔包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求〕1、输出220V单相交流电。
2、建立单相逆变器Matlab仿真模型。
3、进行仿真实验,得到单相交流电波形。
时间安排:课程设计时间为两周,将其分为三个阶段。
第一阶段:复习有关知识,阅读课程设计指导书,搞懂原理,并准备收集设计资料,此阶段约占总时间的20%。
第二阶段:根据设计的技术指标要求选择方案,设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段:完成设计和文档整理,约占总时间的40%。
指导教师签名:年月日系主任〔或责任教师〕签名:年月日摘要 (1)ABSTRACT (2)1设计意义及要求 (3)1.1设计意义 (3)1.2设计要求 (3)2方案设计 (4)2.1设计思路 (4)2.2 方案设计 (4)3部分电路设计 (5)3.1单相桥式PWM逆变电路 (5)3.1.1SPWM逆变器的工作原理 (5)3.1.2单相桥式PWM逆变电路 (6)3.2 升压变压电路 (7)3.3 滤波电路 (8)4 仿真建模 (8)4.1 Simulink仿真环境 (8)4.2 单相桥式逆变电路仿真建模 (10)4.3 逆变电源仿真建模 (10)5 仿真实现 (11)5.1 单相逆变电路仿真实现 (11)5.2 逆变电源仿真实现 (12)6 心得体会 (14)参考文献 (15)随着电力电子技术的不断发展,可控电路直流电动机控制,可变直流电源等方面得到了广泛的应用,而这些都是以逆变电路为核心。
现如今,逆变器的应用非常广泛,在已有的各种电源中,蓄电池,、干电池、天阳能电池都是直流电源,当需要这些电源向交流负载供电时,就需要逆变。
基于Matlab的单相电压型全桥逆变器的仿真研究
输入直流电压通过全桥逆变 电路逆变为交流电压
输出交流电压经过滤波电路后, 可以输出平滑的交流电压
逆变器的控制策略
电压控制:通过调 节输出电压的幅值 和相位来实现控制
电流控制:通过调 节输出电流的幅值 和相位来实现控制
空间矢量控制:通 过调节输出电压的 空间矢量来实现控 制
滑模控制:通过在 开关状态下进行切 换来实现控制
电容和电感:根据 实际需求进行选择
和计算
仿真模型的验证与调试
验证方法:通过对比实验数据与仿真结果,验证模型的正确性
调试过程:对仿真模型进行参数调整,以达到最佳性能指标
调试结果:经过调试后的仿真模型能够更好地模拟实际电路的工作情况
验证结论:仿真模型的验证与调试对于基于Matlab的单相电压型全桥逆变器的仿真 研究具有重要意义
单相电压型全桥 逆变器的基本原 理
逆变器的定义和分类
逆变器的定义:将直流电转换为交流电的电力电子设备 逆变器的分类:电压型逆变器、电流型逆变器、单相逆变器、三相逆变器等
单相电压型全桥逆变器的工作原理
输出交流电压的频率和幅值可 以通过控制逆变电路的开关状 态进行调节
通过改变逆变电路的开关状态, 可以实现输出交流电压的正负 半波的切换
结论与展望
本研究的贡献与局限性
贡献:本研究为单相电压型全桥逆变器的仿真研究提供了新的方法和思路,有助于深入理解逆变器 的运行原理和性能特点。
局限性:本研究主要关注了逆变器的仿真研究,未涉及实际应用中的问题和挑战,未来研究可以进 一步拓展到实际应用领域。
后续工作:针对本研究存在的局限性,后续研究可以进一步优化仿真模型和方法,提高仿真精度和 可靠性,同时探索逆变器的实际应用和优化方案。
单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真(含开题报告)
电力电子技术课程设计单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真开题报告课题名称:单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真完成时间:指导老师:刘彬(一)简要背景说明随着电力电子技术的发展,逆变电路具有广泛的应用范围。
交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。
由于电压型逆变电路具有直流侧为电压源或并联大电容,直流侧电压基本无脉动;输出电压为矩形波,输出电流因负载阻抗不同而不同;阻感负载时需要提供无功功率,为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道,逆变桥各臂并联反馈二极管等特点而具有广泛的应用范围。
电压型逆变电路主要用于两方面:①笼式交流电动机变频调速系统。
由于逆变电路只具有单方向传递电能的功能,故比较适用于稳态运行、无需频繁起制动和加、减速的场合。
②不停电电源。
该电源在逆变输入端并接蓄电池,类似于电压源。
图1 单相电压型全桥逆变电路(二)研究的目的及其意义在教学及实验基础上,设计单相电压型全桥逆变电路及其控制与保护电路,并通过使用simulink对课程中理论对电路进行仿真实现,进一步了解单相电压型全桥逆变电路的工作原理、波形及计算。
培养学生运用所学知识综合分析问题解决问题的能力。
在电力电子技术的应用中,逆变电路是通用变频器核心部件之一,起着非常重要的作用。
逆变电路是与整流电路相对应,把直流电变成交流电的电路。
逆变电路的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
无源逆变电路的应用非常广泛。
在已有的各种电源中,蓄电池、太阳能电池等都是直流电源,当需要这些电源向交流负载供电时,需要通过无源逆变电路;无源逆变电路与其它电力电子变换电路组合形成具有特殊功能的电力电子设备,如无源逆变器与整流器组合为交-直-交变频器(来自交流电源的恒定幅度和频率的电能先经整流变为直流电,然后经无源逆变器输出可调频率的交流电供给负载)。
单相逆变电源Matlab仿真研究
学号:课程设计题目单相逆变电源Matlab仿真研究学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师2012 年12 月28 日任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:自动化学院题目: 单相逆变电源Matlab仿真研究初始条件:输入直流电压:100V。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、输出220V单相交流电。
2、建立单相逆变器Matlab仿真模型。
3、进行仿真实验,得到单相交流电波形。
时间安排:课程设计时间为两周,将其分为三个阶段。
第一阶段:复习有关知识,阅读课程设计指导书,搞懂原理,并准备收集设计资料,此阶段约占总时间的20%。
第二阶段:根据设计的技术指标要求选择方案,设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段:完成设计和文档整理,约占总时间的40%。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日摘要 (1)ABSTRACT (2)1设计意义及要求 (3)1.1设计意义 (3)1.2设计要求 (3)2方案设计 (4)2.1设计思路 (4)2.2 方案设计 (4)3部分电路设计 (5)3.1单相桥式PWM逆变电路 (5)3.1.1SPWM逆变器的工作原理 (5)3.1.2单相桥式PWM逆变电路 (6)3.2 升压变压电路 (7)3.3 滤波电路 (8)4 仿真建模 (8)4.1 Simulink仿真环境 (8)4.2 单相桥式逆变电路仿真建模 (10)4.3 逆变电源仿真建模 (10)5 仿真实现 (11)5.1 单相逆变电路仿真实现 (11)5.2 逆变电源仿真实现 (12)6 心得体会 (14)参考文献 (15)随着电力电子技术的不断发展,可控电路直流电动机控制,可变直流电源等方面得到了广泛的应用,而这些都是以逆变电路为核心。
现如今,逆变器的应用非常广泛,在已有的各种电源中,蓄电池,、干电池、天阳能电池都是直流电源,当需要这些电源向交流负载供电时,就需要逆变。
基于matlab的单相逆变器设计
摘要逆变器是将原来的直流电转换成所需交流电的一种装置,其应用范围十分广泛,而随着高频逆变技术的发展,逆变器性能和逆变技术的应用都进入了崭新的发展阶段。
作为逆变装置中最为简单的一种,单相电压型逆变器也在电力电子领域发挥着极其重要的作用。
本课程设计简单地介绍了当前逆变技术的应用,分析了单相逆变器的结构和工作原理,讨论了用PWM 调制技术实现逆变的方法。
构建了基于开关模型的单相电压型逆变电路的单极性和双极性SPWM调制,以及电流跟踪逆变电路和双环控制逆变电路,并进行了MATLAB/SIMULINK的仿真,对仿真结果进行了分析,并得出相关结论。
关键词:逆变器;PWM调制;MATLAB/SIMULINK仿真目录第1章单相逆变电路 (1)1.1 概述 (1)1.2 逆变技术的应用 (1)1.3 单相逆变电路 (2)1.3.1 单相电压型逆变结构及工作原理 (2)1.3.2单相电流型逆变结构及工作原理 (4)1.3.3单相电流型和单相电压型的比较 (5)第2章PWM调制技术 (7)2.1 概述 (7)2.2 PWM调制基本原理 (7)2.3 PWM调制的实现 (8)2.3.1 载波比和调制深度 (9)2.3.2 开关频率和开关损耗 (9)2.3.3 调制方式 (10)2.3.4 采样方式 (10)2.3.5控制方式 (12)2.4 逆变电路的PWM控制技术 (12)第3章基于MATLAB仿真及建模 (14)3.1 单相电压型逆变电路双极性SPWM仿真 (14)3.2 单相电压型逆变电路单极性SPWM仿真 (15)3.3 单相跟踪控制逆变器仿真 (17)3.4 单相全桥逆变电路仿真 (19)3.5 仿真结果分析 (23)总结 (24)参考文献 (25)第1章单相逆变电路1.1 概述所谓“逆变”就是将直流电能变换成交流电能,逆变技术作为现代电力电子技术的重要组成部分,正成为电力电子技术中发展最为活跃的领域之一,其应用极其广泛。
单相全桥逆变matlab仿真
计算机仿真实验报告专业:电气工程及其自动化班级:11电牵4班姓名:江流在班编号:26指导老师:叶满园实验日期:2014年4月21日一、实验名称:单相全桥电压型逆变电路MA TLAB仿真二、目的及要求了解并掌握单相全桥电压型逆变电路的工作原理; 2.进一步熟悉MATLAB中对Simulink 的使用及构建模块; 3.进一步熟悉掌握用MA TLAB绘图的技巧。
三、实验原理1.电压型逆变器的原理图当开关S1、S3闭合,S2、S4断开时,负载电压u0为正;当开关S1、S3断开,S2、S4闭合时,u0为负,如此交替进行下去,就在负载上得到了由直流电变换的交流电,u0的波形如图1(b)所示。
输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比,这样就实现了直流电到交流电的逆变。
2.电压型单相全桥逆变电路它有4个桥臂可以看成由两个半桥电路组合而成。
两对桥臂交替导通180°。
输出电压和电流波形与半桥电路形状相同,幅值高出一倍。
改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压,成为移相调压。
各栅极信号为180°正偏,180°反偏,且T1和T2互补,T3和T4互补关系不变。
T3的基极信号只比T1落后q(0<q<180°),T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180°- q,u0成为正负各位q的脉冲,改变q即可调节输出电压有效值。
四、实验步骤及电路图1、建立MATLAB仿真模型2、参数设置本实验依次对两对桥臂交替导通180度的工作方式以及输出电压可调的移相方式做实验研究。
首先,两对桥臂交替导通180度工作方式下,设置负载电阻为1欧姆、负载电感12亨利,设置直流电压100V,设置控制1、4号IGBT触发脉冲的的脉冲发生器周期0.02s,脉冲幅值1.2V,脉冲宽度50%,设置控制2、3号IGBT触发脉冲的脉冲发生器周期0.02,脉冲幅值1.2V,脉冲宽度50%,延迟0.01s;做第二个实验即逆变桥工作在移相调节输出电压方式下时,改设置控制2、3号IGBT触发脉冲的脉冲发生器的延迟为0.007s,其他参数不变。
单相全桥逆变器matlab仿真
用MATLAB 仿真一个单相全桥逆变器,采用单极性SPWM 调制、双极性SPWM 调制或者单极倍频SPWM 调制的任意一种即可,请注明仿真参数,并给出相应的调制波波形,载波波形,驱动信号波形、输出电压(滤波前)波形。
本文选用双极性SPW调制。
1双极性单相SPW原理SPWM采用的调制波的频率为f s的正弦波U s U sm Sin s t , s 2f s;载波U c 是幅值为U cm,频率为f c的三角波。
载波信号的频率与调制波信号的频率之比称为载波比,正弦调制信号与三角波调制信号的幅值之比称为深度m通常采用调制信号与载波信号相比较的方法生成SPW信号.当Us>Uc 时,输出电压Uo等于Ud,当UsvUc时,输出信号Uo等于-Ud.随着开关以载波频率fc轮番导通,逆变器输出电压不断在正负Ud之间来回切换。
2 建立仿真模型2.1 主电路模型第一步设置电压源:在Electrical Sources 库中选用DCVoltage Source,设置Ud=300X第二步搭建全桥电路:使用Universal Bridge 模块,选择桥臂数为2,开关器件选带反并联二极管的IGBT/Diodes ,构成单项全桥电路。
第三步使用Series RLC Branch 设置阻感负载为1 Q, 2mH 并在Measurement 选项中选择Branch Voltage and current, 利用multimeter 模块观察逆变器的输出电压和电流。
电路如图2.1 所示。
图2.1单相全桥逆变逆变器电路图2.2双极性SPW 信号发生器在Simulink 的Source 库中选择Clock 模块,提供仿真时间t, 乘以2 f 后通过一个sin 模块即sin t ,乘以调整深度m 可获得所需的 正弦调整信号。
选择 Source 库中的Repeating Sequenee 模块产生三 角载波,设置 Time Values 为[0 1/fc/4 3/fc/4 1/fc ],设置OutputValues 为[0 -1 1 0],生成频率为fc 的三角载波。
单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真
单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB 仿真图1 单相桥式全控整流知识点回顾:整流(AC/DC)就是将交流变化为方向不变,大小为纹波的直流,相信大家都很清楚,这里就不详细介绍整流啦! 逆变(DC/AC),按负载性质的不同,逆变分为有源逆变和无源逆变。
如果把逆变电路的交流侧接到交流电源上,将直流电能经过直—交变换,逆变成与交流电源同频率的交流电返回到电网上去,叫有源逆变,其相应的装置是有源逆变器。
而将直流电能经过变换逆变成交流电能直接消耗在非电源性负载上者,叫无源逆变,其相应的装置是变频器。
逆变与整流是变流装置的两种不同工作状态,能在同一套变流装置上实现,只是其工作条件不一样而已。
首要条件是变流装置内部,使直流电压d U 改变极性,从而使功率的流向有可能发生逆转。
当控制角︒<≤900α时,变流装置工作在整流状态,直流电压d U 与直流电流d I 是同一方向,装置将交流电能转换成直流电能供给直流负载;当控制角︒≤<︒18090α时,变流装置工作在逆变状态,由于晶闸管的单向导电性,电流d I 方向不变,而直流电压d U 改变了极性,装置将直流电能转换成交流电能输向电网或非电源性负载。
其次是外部调件,必须是提供直流能源,而且是d U E >。
仿真环境:MATLAB 7.90(R2009b)实验一:电感性负载整流1.电路搭建3.参数设置4个晶闸管设置如上图,内阻为0.001欧,门槛电压值为0.8V,吸收电阻为10欧,吸收电容为4.7e-6。
交流电源模块幅值为100V,频率为50Hz。
电感为10e-3,电阻为2。
2个选择器都是以1为基准值的电压形式输出,所以选择[2],两路输入,一路输出。
左边是给T1和T4脉冲的,右边是给T2和T3的,幅值为1.1V ,高于晶闸管的门槛0.8V ,周期为0.02s ,也就是50Hz ,脉宽为0.001,延迟分别是0.00333s 和0.01333s ,这两个数值是这样得来的,按照关系式︒=360Tt α,控制角α在︒<≤900α之间为整流,我选择60°,周期为0.02s ,那就得出第一个脉冲在0.00333s 的时候到来,互补的两套管在一个周期内各导通一次,所以第二个就要加0.01s 。
单相全桥逆变电路在matlab中的建模与仿真
单相全桥逆变电路在matlab中的建模与仿真1. 单相全桥逆变电路简介单相全桥逆变电路是把一路直流电源转变为一定正弦波电压的电路,是模拟领域中重要的一种电路,大量应用于电机控制、调速调频、开关电源等控制用途以及通信以及电力电子有效数据传输方面。
它的组成主要包括4个基本部件,即正反控制电路、滞回滤波器、全桥换流器和整流桥,其工作模式:(1)正反控制电路用来制作连续的正弦波控制信号;(2)滞回滤波器滤除电路噪声,改善输出电压的波形;(3)4极全桥开关器件调理正反控制信号;(4)反激电路利用抗势分压把换流电流变换为宽幅的正弦波电压效能;(5)整流模块以连续采样,将高频正弦电压变为恒定幅值的直流电压。
2. 单相全桥逆变电路建模(1)由单相全桥逆变电路组成模型来建模,可以根据不同的元器件的特性来构建出不同的电路结构模型。
(2)建模时,应注意模型有足够的变量与参数做参考,包括可以被测量或者可以从表格中查找到的电路参数以及可外接控制参数。
(3)通常,正反控制电路ker和滞回滤波器使用电容,尤其对于低频应用电容值是重要的参数;反激电路一般考虑抗势分压,涉及到变压器的变比、电感及电阻,尤其对于开关频率和抗势是关键参数;整流模块一般考虑由半波整流的方式,可以在matlab中定义半波整流的模型,涉及到整流的电阻等参数。
3. 单相全桥逆变电路在matlab中的仿真(1)matlab具有完整的电路建模和仿真功能,可以快速绘制简单的电路图,采用不同种类的分析方法,甚至支持多媒体设计电路模型;(2)仿真中需要搭建好被仿真的单相全桥换流器模型,按照参数设置好电路条件,如开关频率、负载等参数,并建立人为定义的分析变量;(3)对单相全桥换流器模型进行仿真,可根据所构建的模型的特点,观察其控制信号的输入输出波形分析;也可以改变给定的仿真参数,观察仿真模型的变化趋势,并分析其产生的效果及可行性,快速发现问题并调节。
4. 结论单相全桥逆变电路在matlab中的建模与仿真是一个很好的应用场景,能够快速通过仿真模型来进行检验和分析,在提高效率的同时能够节省大量的人力成本。
单相逆变器 开环 matlab
单相逆变器开环 matlab单相逆变器是一种经典的电力电子器件,其主要作用是将直流电转换为交流电,以满足不同场合下的电力需求。
目前,在逆变器控制技术方面,开环控制方法是一种常用的控制策略。
而 MATLAB则是一种常用的计算机编程软件,可用于对开环逆变器进行建模和仿真,以探究其工作原理和性能特点。
本文就单相逆变器开环控制的 MATLAB 建模与仿真进行分析。
一、单相逆变器开环控制原理单相逆变器的开环控制原理简单,以较小的电容电压为核心,通过控制半导体开关器的通断,可将直流电转换为相应频率和幅值的交流电。
在开环控制方式下,逆变器内部的电压和电流并不被反馈回控制器进行调节,而是根据设定的控制规律所生成的PWM波形,直接驱动输出端口的半导体开关器,实现电能的转换。
二、单相逆变器开环控制模型建立1. 模型建立在 MATLAB 中,可通过使用 Simulink 工具箱进行单相逆变器开环控制模型建立。
以下为建模步骤:(1) 选择 Simulink 工具箱中的 Simulink 模型(2) 添加实际单相逆变器控制器(3) 设置控制器参数,包括工作电压、开关频率、PWM 波形等(4) 添加电极电路,包括输出端口和输入端口(5) 设计标准测试用例,对模型进行测试和优化2. 模型仿真在建立好单相逆变器开环控制模型后,可通过其进行仿真测试。
模型仿真过程中需要注意以下几点:(1) 首先设置仿真时间和仿真结果的输出格式(2) 进行必要的数据采集和数据处理,以获取模型在不同场合下的性能指标(3) 分析模型性能强弱,探究控制逆变器的各种参数对性能的影响三、结论单相逆变器开环控制模型的建立和仿真,对于研究和探究其性能和应用价值具有重要意义。
通过 MATLAB 对单相逆变器开环控制模型的建立和优化,可在一定程度上提高其工作效率和稳定性,为其应用于各种电力场合打下坚实基础。
单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真
学号02天津城建大学控制系统仿真大作业单相整流—逆变电路仿真模型学生姓名王飞虎班级13电气12班成绩控制与机械工程学院2014年 6 月 20 日目录一、仿真电路原理图: ............................................. 错误!未定义书签。
二、单相桥式不可控整流原理: ..................................... 错误!未定义书签。
三.电路搭建 ...................................................... 错误!未定义书签。
四.元件提取 ...................................................... 错误!未定义书签。
五.参数设置 ...................................................... 错误!未定义书签。
六.结果分析 ...................................................... 错误!未定义书签。
七.结论: ........................................................ 错误!未定义书签。
参考文献: ....................................................... 错误!未定义书签。
绪论:整流(AC/DC)就是整流,是指将交流电变换为直流电称为AC/DC变换,这正变换的功率流向是由电源传向负载,称之为整流。
逆变(DC/AC),按负载性质的不同,逆变分为有源逆变和无源逆变。
如果把逆变电路的交流侧接到交流电源上,将直流电能经过直—交变换,逆变成与交流电源同频率的交流电返回到电网上去,叫有源逆变,其相应的装置是有源逆变器。
而将直流电能经过变换逆变成交流电能直接消耗在非电源性负载上者,叫无源逆变,其相应的装置是变频器。
单相桥式有源逆变电路在matlab中的建模与仿真
单相桥式有源逆变电路在matlab中的建模与仿真由于近年来科学技术的迅猛发展,出现了许多新的电子元件,其中最重要的之一是单相桥式有源逆变电路。
随着新兴技术的发展,单相桥式有源逆变器已经成为电子工业中最重要的电路之一。
因此,仿真技术的发展已经有助于研究单相桥式有源逆变电路的特性和功能。
本文介绍了MATLAB在模拟单相桥式有源逆变电路的功能上的优点,并且结合仿真实例,详细介绍了如何使用MATLAB进行仿真,探讨了单相桥式有源逆变电路的特性和功能。
单相桥式有源逆变电路是一种单相驱动电路,其特点是体积小、重量轻,对输出电压、电流和功率有良好的控制能力,以满足多种应用要求。
主要应用领域包括家用电器、装饰、医疗、仪表和电动汽车等。
为了更好地研究单相桥式有源逆变电路,仿真技术已经发展成为一种常用的仿真方法。
MATLAB是当今最先进的建模和仿真软件,其拥有强大的仿真功能,可以对单相桥式有源逆变器的特性和功能进行精确的仿真。
为了实现MATLAB中单相桥式有源逆变器的仿真,首先需要在MATLAB中创建一个新的工程文件,然后在其中包含函数块图,变量块、控制块等。
函数块图可以帮助用户创建函数结构和参数,以实现对单相桥式有源逆变器各个模块的仿真和控制。
变量块可以为仿真建立参数,以模拟单相桥式有源逆变器的行为。
控制块可以实现单相桥式有源逆变器的调节,以便更好地模拟实际应用的情况。
使用MATLAB进行单相桥式有源逆变电路的仿真,可以更好地检验单相桥式有源逆变器的功率特性、响应特性以及控制特性。
通过MATLAB仿真,用户可以更好地了解单相桥式有源逆变器的运行特性和其他特性,从而可以更有效地实现应用。
总结来看,基于MATLAB的单相桥式有源逆变电路仿真是一种高效、精确的仿真方法,可以用来检验和优化单相桥式有源逆变器的结构和功能。
目前,已经有不少应用实例,证明MATLAB技术可以有效地完成对单相桥式有源逆变器的仿真和模拟。
MATLAB的强大功能和灵活的模块化特性,正在为研究单相桥式有源逆变器提供新的方向和可能性。
单相全桥逆变器matlab仿真
单相全桥逆变器m a t l a b仿真(总5页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--用MATLAB 仿真一个单相全桥逆变器,采用单极性SPWM 调制、双极性SPWM 调制或者单极倍频SPWM 调制的任意一种即可,请注明仿真参数,并给出相应的调制波波形,载波波形,驱动信号波形、输出电压(滤波前)波形。
本文选用双极性SPWM 调制。
1双极性单相SPWM 原理SPWM 采用的调制波的频率为s f 的正弦波t U U s sm S ωsin =,s s f πω2=;载波c u 是幅值为cm U ,频率为c f 的三角波。
载波信号的频率与调制波信号的频率之比称为载波比,正弦调制信号与三角波调制信号的幅值之比称为深度m 。
通常采用调制信号与载波信号相比较的方法生成SPWM 信号.当Us>Uc 时,输出电压Uo 等于Ud,当Us<Uc 时,输出信号Uo 等于-Ud.随着开关以载波频率fc 轮番导通,逆变器输出电压不断在正负Ud 之间来回切换。
2 建立仿真模型主电路模型第一步设置电压源:在Electrical Sources 库中选用DC Voltage Source ,设置Ud =300V 。
第二步搭建全桥电路:使用Universal Bridge 模块,选择桥臂数为2,开关器件选带反并联二极管的IGBT/Diodes ,构成单项全桥电路。
第三步使用Series RLC Branch 设置阻感负载为1Ω,2mH ,并在Measurement 选项中选择Branch Voltage and current,利用multimeter 模块观察逆变器的输出电压和电流。
电路如图所示。
图 单相全桥逆变逆变器电路图双极性SPWM 信号发生器在Simulink的Source库中选择Clock模块,提供仿真时间t,乘以fπ2后通过一个sin模块即tωsin,乘以调整深度m可获得所需的正弦调整信号。
基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究
基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究作者:朱南张理兵叶卫川徐俊佩来源:《电子世界》2012年第07期【摘要】逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。
这里在研究单相桥式PWM逆变电路的理论基础上,采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立单相桥式单极性控制方式下PWM逆变电路的仿真模型,通过动态仿真,研究了调制深度、载波频率对输出电压、负载上电流的影响;并分析了输出电压、负载上电流的谐波特性。
仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术教学和研究中提供了一种较好的辅助工具。
【关键词】Matlab/Simulink;PWM逆变电路;动态仿真;建模1.引言在电力电子技术中,把直流电变为交流电称为逆变。
逆变电路应用非常广泛,如在直流电源向交流负载供电时需要逆变电路;交流电动机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分也是逆变电路。
这里主要讨论单极性PWM(脉冲宽度调制)控制方式的单相桥式逆变电路,并应用Matlab的可视化仿真工具Simulink,对该电路进行建模,并对不同调制深度、载波频率情况下对输出电压、负载上电流进行了仿真分析,既加深了PWM 逆变电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。
本文中仿真软件采用MATALAB R2007a版本(MATLAB 7.4、Simu-link 6.6、SimPowerSystems 4.4版本)。
2.电路构成及工作特点采用IGBT作为开关器件的单相桥式PWM逆变电路如图1所示。
设负载为阻感负载,工作时V1和V2通断互补,V3和V4通断也互补,调制信号ur为正弦波。
PWM控制方式采用单极性控制方式,在ur的半个周期内载波uc只在正极性或负极性一种极性范围内变化,所得的PWM波也只在单个极性范围变化。
单极性PWM控制方式时的波形具体如图2所示。
在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制各开关器件的通断。
基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究
向 交 流 负 载 供 电 时 需 要 逆 变 电
路 ; 交 流 电动 机 调 速 用 变 频 器 、
一
种 极 性 范 围 内变 化 ,所 得 的P M 分 。 W 单 极性 S W 信 号 的S m l n PM iu k i
视化仿真工具Smun 建立单相 桥式单极性控制方式TP i fk i WM逆 变电路 的仿真模 型,通过动 态仿 真,研 究了调 制深度 、载波频率
对输 出电压、负载上电流 的影响 ;并分析 了输 出电压、负载上电流的谐 波特性 。仿真结果表 明建模的正确性,并证 明了该模 型 具有 快捷 、灵活、方便、直观等一系列特点,从 而为 电力电子技术教学和研究 中提供 了一种较好 的辅助工具。 【 关键词 】Ma a/i uik WM逆变电路 ;动态仿真 ;建模 tb Sm l ;P l n
采 用 I B 作 为 开 关 器 件 的单 电压uf 幅值W 1U。 GT 。 的 l 1d =1
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【 要】逆变 电路是P 摘 WM控制技术 最为重要的应用场合 。这 里在研 究单相 桥
叶卫川 徐俊佩
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用MATLAB 仿真一个单相全桥逆变器,采用单极性SPWM 调制、双极性SPWM 调制或者单极倍频SPWM 调制的任意一种即可,请注明仿真参数,并给出相应的调制波波形,载波波形,驱动信号波形、输出电压(滤波前)波形。
本文选用双极性SPWM 调制。
1双极性单相SPWM 原理
SPWM 采用的调制波的频率为s f 的正弦波t U U s sm S ωsin =,s s f πω2=;载波c u 是幅值为cm U ,频率为c f 的三角波。
载波信号的频率与调制波信号的频率之比称为载波比,正弦调制信号与三角波调制信号的幅值之比称为深度m 。
通常采用调制信号与载波信号相比较的方法生成SPWM 信号.当Us>Uc 时,输出电压Uo 等于Ud,当Us<Uc 时,输出信号Uo 等于-Ud.随着开关以载波频率fc 轮番导通,逆变器输出电压不断在正负Ud 之间来回切换。
2 建立仿真模型
主电路模型
第一步设置电压源:在Electrical Sources 库中选用DC Voltage Source ,设置Ud =300V 。
第二步搭建全桥电路:使用Universal Bridge 模块,选择桥臂数为2,开关器件选带反并联二极管的IGBT/Diodes ,构成单项全桥电路。
第三步使用Series RLC Branch 设置阻感负载为1Ω,2mH ,并在Measurement 选项中选择Branch Voltage and current,利用multimeter 模块观察逆变器的输出电压和电流。
电路如图所示。
图单相全桥逆变逆变器电路图
双极性SPWM信号发生器
在Simulink的Source库中选择Clock模块,提供仿真时间t,乘以fπ2后通过一个sin模块即tω
sin,乘以调整深度m可获得所需的正弦调整信号。
选择Source库中的Repeating Sequence模块产生三角载波,设置Time Values 为[0 1/fc/4 3/fc/4 1/fc],设置Output Values 为[0 -1 1 0],生成频率为fc的三角载波。
调制波和载波通过Simulink的Logic and Bit Operations 库中的Relational Operator 模块进行比较后得到4个开关信号。
在图中Boolean 和Double由Data Type Conversion 模块进行设置后得到,NOT则使用Logic and Bit Operations库中的Logical operator模块。
为使仿真界面简单,参数易调修改,可对如图所示部分进行封装。
选择Mask Subsystem 将信号发生器进行封装,设置m、f、fc三个参数,双击该模块可以更改参数值。
电路如图所示。
图双极性SPWM信号发生器电路图
3仿真结果及分析
将调制深度m设为,输出基波频率为50Hz,载波频率为750Hz,将仿真时间设为,在powergui中设置为离散仿真模式,采样时间为10-5s,运行后得仿真结果,调制波波形和载波波形如图所示,驱动信号波形如图所示,输出电压和电流波形如图所示。
图调制波和载波波形
图驱动信号波形
图输出电流及电压波形频谱图如图所示。
图 FFT分析频谱图。