三相方波逆变电路的设计
三相PWM逆变器的设计
湖南文理学院课程设计报告课程名称：专业综合课程设计专业班级：自动化10102班学生姓名：指导教师：完成时间：2013年6 月15 日报告成绩：摘要本次课程设计题目要求为三相PWM逆变器的设计。
设计过程从原理分析、元器件的选取，到方案的确定以及Matlab仿真等，巩固了理论知识，基本达到设计要求。
本文将按照设计思路对过程进行剖析，并进行相应的原理讲解，包括逆变电路的理论基础以及Matlab仿真软件的简介、运用等，此外，还会清晰的介绍各个环节的设计，比如触发电路、控制电路、主电路等，其中部分电路的绘制采用Proteus软件，最后结合Matlab Simulink仿真，建立了三相全控桥式电压源型逆变电路的仿真模型，进而通过软件得到较为理想的实验结果。
关键词：三相PWM 逆变电路Matlab 仿真AbstractThe curriculum design subject requirements for the design of the three-phase PWM inverter. Design process from the principle of analysis, selection of components, to scheme and the Mat-lab simulation, etc., to consolidate the theoretical knowledge, basic meet the design requirements.This article will be carried out in accordance with the design of process analysis, and the corresponding principles, including the theoretical foundation of the inverter circuit and introduction, using Matlab simulation software, etc., in addition, will also clearly introduces the design of every link, such as trigger circuit, control circuit, main circuit, etc., some of the drawing of the circuit using Proteus software, finally combined with Matlab Simulink, established a three-phase fully-controlled bridge voltage source type inverter circuit simulation model, and then through the software to get the ideal results.Keywords: Matlab simulation, three-phase ,PWM, inverter circuit前言随着控制技术的发展和对设备性能要求的不断提高，许多行业的用电设备不再直接接入交流电网，而是通过电力电子功率变换得到电能，它们的幅值、频率、稳定度及变化形式因用电设备的不同而不尽相同。
三相PWM逆变电路
湖南工学院电力电子技术课程设计课程名称: 三相PWM逆变器控制电路设计姓名：专业名称：自动化班级：学号：指导老师：课程设计的目的及要求一、设计要求及技术指标主要技术数据输入交流电源：三相380V，f=50Hz交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流：电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=20Ω，L=15mH二、课程设计背景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，和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。
目录第一章整流和逆变电路原理及路图.................................................................................... - 0 -1.1．电容滤波的三相不可控整流电路原理..................................................................... - 0 - 第二章三相无源PWM逆变电路及原理................................................................................ - 2 -2.1 三相无源逆变电路及原理......................................................................................... - 2 - 第三章驱动电路........................................................................................................................ - 3 - 第四章保护电路设计.............................................................................................................. - 4 -4.1 过电流保护电路........................................................................................................ - 4 -4.2 过电压保护电路........................................................................................................ - 4 - 第五章仿真电路和波形.......................................................................................................... - 4 -5.1 三相桥式整流仿真电路及波形................................................................................. - 4 - 参考文献 .................................................................................................................................... - 6 - 课程设计的心得.......................................................................................................................... - 6 -第一章整流和逆变电路原理及路图1.1．电容滤波的三相不可控整流电路原理三相桥式不可控整流电路是由三相半波不可控整流电路演变而来的阴极连接在一起的3个二极管（VD1，VD3，VD5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VD4，VD6，VD2）称为共阳极组。
三相方波逆变电路原理说明综述
三相方波逆变电路原理说明综述
单桥逆变器是最简单的逆变器结构。
它由直流电源和四个开关管组成。
开关管按照其中一种规律关闭和导通，使输出电压在正弦波轨迹上变化。
但是，单桥逆变器的输出电压存在大量谐波，对负载和逆变器系统的其他
部分造成干扰。
为了减小谐波，全桥逆变器和三股桥逆变器应运而生。
全桥逆变器由
直流电源和四个开关管组成，其中两个开关管处于同一通态，另外两个开
关管也处于同一通态，这样可以产生和传输一个相位偏移180度的两个方波。
三股桥逆变器由直流电源和六个开关管组成，可以产生和传输三相方波。
三相方波逆变电路的工作原理如下：首先，直流输入电压通过一个滤
波电路，将其平滑为基本的直流电压。
然后，逆变器将这个基本的直流电
压转换为三相方波交流电。
逆变器中的开关管会按照特定的控制策略开关
和关闭，产生需要的交流输出波形。
最后，输出电路将逆变器产生的三相
方波电压传输给负载，从而实现了直流到三相方波的转换。
三相方波逆变电路有许多应用。
其中一个主要的应用是工业变频器。
工业变频器使用三相方波逆变电路将直流电转换为交流电，以控制交流电
机的转速和输出功率。
另外，三相方波逆变电路还可以应用于UPS（不间
断电源）系统和电压源型PWM变频器中。
总之，三相方波逆变电路是一种将直流电转换为三相方波交流电的电路。
通过逆变器将直流电转换为三相方波，实现了直流到交流的转换。
三
相方波逆变电路应用广泛，特别是在工业变频器以及UPS系统等领域发挥
了重要作用。
三相PWM逆变电路
S1 D1 S3 D3 S5 D5
Ud/2 io uo
负载 W
U
V S6 D6 S2
W D2
Ud/2
S4
D4
负载 U
负载 V
O
分析假定如前，另外假定负载为星形连接，三相 输出点分别为U 、V、W，负载连接中点为O，三 相对称，以直流电位中点为电压参考点 选取星型负载接法的理由
id
S1 D1 S3 D3 S5 D5
t t t t t t t t t
负载 U
负载 V
iU i D1
S1 D1 S2 D2 S3 D3 S4 D4 S5 D5 S6 D6
iV
O
id
uU uV
Ud
ug4 ug5 ug6
ug1 t ug2 t ug3t
uU1
t t t t t t t
id
S1 D1 S3 D3 S5 D5
uUV
Ud
Ud/2 io uo
工作模式分析：
任一时刻都有且只有三个主开关导通，分别是两 个上管一个下管，或者一个上管两个下管 各工作状态的出现与电路控制方式和负载特性有 关，第四状态见于其它逆变模式
Ud/2 Ud/2 Ud/2 Ud/2
Ud/2
O
Ud/2
O
Ud/2
O
Ud/2
O
三个主 开关 载流 ，电流 从直 流母线 流向 逆变 器
Ud
ug4 ug5 ug6
ug1 t ug2 t ug3t
uU1
t t t t t t t
uUV
Ud
uUO uUO1 iW
uUV1
1/3Ud 1/3Ud
2/3Ud
uO i S1
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。
三相方波逆变电路原理说明
三相方波逆变电路原理说明Revised by Jack on December 14,2020目录1 引言设计要求本次课程设计题目要求为三相方波逆变电路的设计。
设计过程从原理分析、元器件的选取，到方案的确定以及Matlab仿真等，巩固了理论知识，基本达到设计要求。
完成三相方波逆变电路的仿真，开关管选IGBT，直流电压为530V，阻感负载，负载有功功率1KW，感性无功功率为100Var。
逆变的概念逆变即直流电变成交流电，与整流相对应。
电力系统中，将电网交流电通过整流技术变成直流电，然后通过逆变技术，将直流变成高频交流，再通过高频变压器降压，就达到缩小变压器体积和提高供电质量的目的了。
三相逆变三相逆变技术广泛应用于交流传动、无功补偿等领域。
在三相PWM 交流伺服系统中，一般采用三个桥臂的结构，即逆变桥主电路有6 个功率开关器件（功率MOSFET 或IGBT）构成，若每个开关器件都用一个单独的驱动电路驱动，则需6 个驱动电路，至少要配备4 个相互独立的直流电源为其供电，使得系统硬件结构复杂，可靠性下降，且调试困难，设计成本偏高。
2 三相电压源型SPWM逆变器PWM的基本原理PWM(Pulse Width Modulation)控就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过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是面积等效原理，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和正弦波等效。
SPWM逆变电路及其控制方法SPWM逆变电路属于电力电子器件的应用系统，因此，一个完整的SPWM逆变电路应该由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。
由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。
(完整版)三相桥式PWM逆变电路设计
电力电子技术课程设计报告题目：三相桥式PWM逆变电路设计学院：姓名：学号：专业班级：指导老师：时间：目录课题背景********************************************2三相桥式SPWM逆变器的设计内容及要求*****************3 SPWM逆变器的工作原理******************************3 MATlAB仿真设计************************************12硬件实验************************************************19实验总结********************************************23附录一 Matab简介********************************24附录二Protel简介***************************************25参考文献*******************************************26三相桥式PWM逆变电路设计一、课题背景正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转换为交流电能的电能变换装置被广泛地应用于国民经济生产生活中,其中有:针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源UPS (Uninterruptle Power Supply) ;针对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器;针对智能楼宇消防与安防的应急电源EPS ( Emergence Power Supply) ;针对船舶工业用电的岸电电源SPS(Shore Power Supply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新,特别是以绝缘栅极双极型晶体管IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor)为代表的自关断可控型功率半导体器件出现,大大简化了正弦逆变电源的换相问题,为各种PWM型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法,从而进一步简化了正弦逆变系统的结构与控制.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。
三相的方波逆变电路原理说明书
三相的方波逆变电路原理说明书一、引言本文将详细介绍三相的方波逆变电路的原理及工作方式。
方波逆变电路是一种常用的电力电子转换器，广泛应用于工业控制、电力传输和电力供应等领域。
本文将从电路结构、工作原理、性能参数等方面进行说明。
二、电路结构三相的方波逆变电路由三相桥式整流器、滤波电容、逆变器等组成。
其基本电路结构如下图所示：[插入电路结构示意图]三相桥式整流器将交流电源转换为直流电压，并通过滤波电容对直流电压进行平滑处理。
逆变器将直流电压转换为方波交流电压输出。
三、工作原理1. 三相桥式整流器工作原理：三相桥式整流器由六个二极管组成，分为正半桥和负半桥。
当交流电源的A相电压大于B相和C相电压时，A相的二极管导通，B相和C相的二极管截止，此时A相电流通过负半桥输出。
当B相电压大于A相和C相电压时，B相的二极管导通，A相和C相的二极管截止，此时B相电流通过正半桥输出。
同理，当C相电压大于A相和B相电压时，C相的二极管导通，A相和B相的二极管截止，此时C相电流通过负半桥输出。
通过这样的切换，交流电源的三相电压可以被转换为直流电压输出。
2. 逆变器工作原理：逆变器由六个开关管组成，分为正半桥和负半桥。
逆变器的工作周期分为两个阶段：正半周期和负半周期。
在正半周期中，正半桥的两个开关管分别导通和截止，负半桥的两个开关管截止。
在负半周期中，正半桥的两个开关管截止，负半桥的两个开关管分别导通和截止。
通过这样的切换，直流电压可以被转换为方波交流电压输出。
四、性能参数1. 输出电压：三相的方波逆变电路的输出电压为方波交流电压，其峰值电压与直流电压相关。
可以通过控制逆变器的开关频率和占空比来调节输出电压的大小。
2. 输出频率：三相的方波逆变电路的输出频率与输入交流电源的频率相同。
3. 输出功率：三相的方波逆变电路的输出功率与输入直流电压和负载电阻相关。
可以通过调节输入直流电压和负载电阻来控制输出功率的大小。
五、应用领域三相的方波逆变电路广泛应用于工业控制、电力传输和电力供应等领域。
三相逆变方案
三相逆变方案
三相逆变器是一种将直流电转换成交流电的电子设备，主要用于电力系统、工业控制、家用电器等领域。
三相逆变器的主要工作原理是通过控制逆变器的开关元件，改变电路的连接方式，使直流电按照一定的规律变化为交流电。
三相逆变器主要由三个部分组成：整流器、滤波器和逆变器。
整流器的主要作用是将交流电转换为直流电，滤波器的作用是去除整流后的直流电中的交流成分，使其成为接近理想的直流电，逆变器则是将直流电转换为交流电。
三相逆变器具有输出电流稳定、效率高、可靠性好等优点。
三相电流逆变方案的设计主要包括以下几个步骤：
1. 设计逆变器的拓扑结构：根据应用需求，选择适合的逆变器拓扑结构，如全桥、半桥、推挽等。
2. 设计逆变换器的控制策略：根据应用需求和系统性能指标，选择适合的控制策略，如PWM控制、空间矢量控制等。
3. 设计逆换器的驱动电路：根据逆变器的工作原理和控制策略，
设计逆变器驱动电路，包括驱动信号产生、驱动信号放大、驱动信号控制等。
4. 设计逆变法的保护和控制系统：根据系统的工作环境和工作要求，设计逆变器具备的保护和控制功能，如过流保护、过热保护、短路保护等。
5. 进行系统的仿真和实验验证：通过仿真软件对系统进行仿真，验证系统的性能指标和工作特性，通过实验验证设计的合理性和可行性。
6. 优化和改进设计：根据仿真和实验的结果，对设计进行优化和改进，提高系统的性能和工作可靠性。
三相电压逆变方案的应用广泛，如在电力系统中，可以用于发电站的直流输电，提高输电效率；在家用电器中，可以用于电动工具的供电，提高工具的工作效率。
同时，三相电压逆变器还可以应用在新能源领域，如太阳能发电、风力发电等，提高能源的利用率。
三相PWM逆变器的设计
三相PWM逆变器的设计三相PWM逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，具有高效率、低失真、输出电压可调等特点，在工业领域中应用广泛。
设计一个三相PWM逆变器涉及到电路拓扑结构、电路参数选择、控制策略等多个方面。
以下是一个基础的三相PWM逆变器设计的详细步骤。
1.三相桥式逆变器拓扑选择三相桥式逆变器是最常用的逆变器拓扑，由6个功率开关器件组成，可以实现全桥或半桥逆变。
全桥逆变器的输出电压质量接近正弦波，但需要更多的功率开关器件；半桥逆变器只需要3个功率开关器件，但输出电压质量稍差。
根据实际应用需求和成本限制，选择适合的拓扑结构。
2.电路参数选择根据输出功率和频率要求，选择合适的功率开关器件。
常见的功率开关器件有IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。
考虑到功率开关器件的导通压降、开关速度、热稳定性、价格等因素，选择适应需求的器件。
3.控制策略选择PWM（脉宽调制）是实现三相逆变器输出的常用控制策略。
常见的PWM控制策略有SPWM（正弦脉宽调制）、SVPWM（空间矢量脉宽调制）等。
SPWM控制策略简单易实现，但需要大量的计算和存储器件；SVPWM控制策略计算复杂度更低，输出电压质量更高。
根据实际需求选择合适的控制策略。
4.电路设计根据逆变器的拓扑结构和控制策略，设计逆变器的详细电路图。
包括功率开关器件的连线方式、驱动电路的设计、滤波电路的设计等。
电路设计时需要根据功率开关器件的参数和电源电压进行合理的限流和保护设计，确保逆变器的可靠性和安全性。
5.控制器设计根据控制策略设计逆变器的控制器。
控制器可以采用单片机、DSP（数字信号处理器）、FPGA（可编程门阵列）等实现。
控制器的主要任务是通过PWM控制信号控制功率开关器件的导通和断开，实现逆变器输出电压的调节和控制。
6.仿真验证和实验验证使用电子电路仿真软件（如PSIM、Simplorer）对设计的三相PWM逆变器进行仿真验证。
三相桥式PWM逆变电路设计
三相桥式PWM逆变电路设计一、设计原理三相桥式PWM逆变电路主要由桥式整流器、滤波器和逆变器三部分组成。
首先，桥式整流器将输入的交流电源转换为直流电源，然后通过滤波器对直流电进行滤波，使其变为平滑的直流信号。
最后，逆变器将平滑的直流信号通过逆变操作转换为所需的交流输出信号。
在逆变过程中，PWM技术（脉冲宽度调制）被应用于控制逆变器开关管的开关动态。
PWM技术通过调整开关管的导通时间和非导通时间，控制输出波形的频率和幅值，从而实现对输出电压的精确控制。
脉冲宽度与输出电压大小成正比，因此可以通过改变脉冲宽度比例来调节输出电压的大小。
二、关键步骤1.选择合适的开关管：逆变电路中使用的开关管需要能够承受高电压和高电流，并具有快速开关速度和低开关损耗。
常用的开关管有IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等。
2.确定工作频率：逆变器的工作频率决定了逆变器的输出波形的周期。
工作频率一般选取在几KHz到几十KHz之间。
3.设计PWM控制电路：通过选择合适的控制器（如DSP、FPGA或微控制器）和编程，实现对逆变电路的脉冲宽度调制控制。
根据输出电压的需求和开关管的性能参数，计算脉冲宽度的比例关系。
4.设计滤波器：滤波器的作用是将逆变器输出的脉冲波形平滑为纯正弦波形，以降低输出谐波和滤除高频噪声。
滤波器一般由电感和电容组成，其设计需要根据输出电压的需求和带宽进行计算。
5.功率管的散热设计：功率管在工作过程中会产生热量，需要进行有效的散热设计，以保证逆变电路的稳定和可靠性。
散热设计主要包括散热器的选择和散热风扇的设计。
6.过流和过压保护：逆变电路需要添加过流和过压保护电路，以防止过载和电路故障对设备和电源的损坏。
三、设计小提示1.合理选择开关管的型号和参数，避免过分浪费和过度损耗。
2.控制器的选择要考虑其计算能力和控制精度，以满足实际需求。
3.设计滤波器时要注意对过多谐波的抑制，以防干扰其他设备的正常运行。
三相方波逆变电路的设计
三相方波逆变电路的设计
1.选择电源：传统的三相逆变电路使用整流电源作为直流输入。
整流电路可以使用桥式整流电路，将交流电源转换为直流电压。
在选择整流电路时，需要考虑电流和电压的要求，以及输出电压的稳定性。
2.选择功率器件：逆变器中使用的功率器件通常是MOSFET、IGBT或二极管。
在选择功率器件时，需要考虑输出功率和频率、电压和电流等参数。
另外，功率器件的开关速度和耐压能力也需要考虑。
3.选择驱动电路：驱动电路用于控制功率器件的开关，通常使用隔离型驱动电路。
隔离型驱动电路可以提供安全的工作环境，并防止控制信号对控制电路的影响。
4.控制电路设计：三相方波逆变电路的控制电路可以采用PWM(脉宽调制)技术。
PWM技术通过改变开关器件的开关时间来控制输出电压。
常用的PWM控制方法有三角波PWM和比较器PWM等。
5.保护电路设计：逆变电路需要具备过电流、过压和过温保护功能。
过电流保护可以通过电流传感器来实现，过压保护可以通过电压传感器来实现，过温保护可以通过温度传感器来实现。
这些传感器将监测电流、电压和温度，并在异常情况下切断电路。
6.隔离设计：逆变电路需要考虑隔离问题。
直流侧和交流侧的电路通常是要隔离的，以确保安全操作。
通常使用变压器进行隔离，同时还需要设计合适的绕组结构和选用合适的电源。
以上是三相方波逆变电路设计的主要步骤。
在实际设计中，还需要对电路进行仿真和调试，以确保其运行稳定和安全。
同时，还需要根据具体需求对电路进行优化和改进，以提高性能和可靠性。
电力电子技术-三相方波型逆变电路
基本工作方式——180°导电方式 u UN'
a)
O
Ud
每桥臂导电180°，同一相上
u VN'
2
下两臂交替导电，各相开始 b) O
导电的角度差120 °。
u WN'
c)
O
任一瞬间有三个桥臂同时导 通。
u UV
Ud
d)
O
每次换流都是在同一相上下
两臂之间进行，也称为纵向
e) u NNO'
换流。
u UN
2Ud
¾导通顺序：12，23，34， 45，56，61，12
Vg1 T1
T1
ϖ
0
Vg2
T2
π
2π T 2
ϖ
0
Vg3
π
T3
2π
T3
ϖ
0
Vg4
π
T4
2π
T4
ϖ
0
Vg5
π T 5 2π
T5 ϖ
0
Vg6 T6
π
T 6 2π
ϖ
0
π
2π
ia
iD0
ib
π 2π
0
2π π
ϖ ϖ
ic
0
π 2π
ϖ
iab
0
π 2π
ϖ
(b) 波 形 （ 1200 导 电 类 型 ）
iU
O
Id
t
i V
O
t
iW
O
t
u UV
O
t
电流型三相桥式逆变电 路的输出波形
直流－交流变换器(2)
本讲总结
本讲学习了： 4.3 三相方波型逆变电路 4.3.1. 三相电压型逆变电路 4.3.2 三相电流型逆变电路
详解三相PWM逆变电源的主电路设计
详解三相PWM逆变电源的主电路设计详解三相PWM逆变电源的主电路设计随着电力电子技术的发展，逆变器的应用已深入到各个领域，一般均要求逆变器具有高质量的输出波形。
逆变器输出波形质量主要包括两个方面，即稳态精度和动态性能。
因此，研究既具有结构和控制简单，又具有优良动、静态性能的逆变器控制方案，一直是电力电子领域研究的热点问题。
随着国民经济的高速发展和国内外能源供应的紧张，电能的开发和利用显得更为重要。
目前，国内外都在大力开发新能源，如太阳能发电、风力发电、潮汐发电等。
一般情况下，这些新型发电装置输出不稳定的直流电，不能直接提供给需要交流电的用户使用。
为此，需要将直流电变换成交流电，需要时可并入市电电网。
这种DC- AC 变换需要逆变技术来完成。
因此，逆变技术在新能源的开发和利用领域有着重要的地位。
脉宽调制逆变技术1、PWM 的基本原理1. 1 PWM( Pulse Width Modulat ion) 脉宽调制型逆变电路定义：是靠改变脉冲宽度来控制输出电压，通过改变调制周期来控制其输出频率的电路。
1. 2 脉宽调制的分类：以调制脉冲的极性分，可分为单极性调制和双极性调制两种；以载频信号与参考信号频率之间的关系分，可分为同步调制和异步调制两种。
1. 3 ( PWM)逆变电路的特点：可以得到相当接近正弦波的输出电压和电流，所以也称为正弦波脉宽调制SPWM( Sinuso idal PWM) .1. 4 SPWM控制方式：就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波所需要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
1. 5 PWM 电路的调制控制方式1. 5.1载波比的定义：在PWM变频电路中，载波频率f c与调制信号频率f r之比称为载波比，即N= f c/ ff 。
1. 5. 2 PWM逆变电路的控制方式：根据载波和调制信号波是否同步，有异步调制和同步调制两种控制方式：异步调制控制方式，当载波比不是3 的整数倍时，载波与调制信号波就存在不同步的调制；二、同步调制控制方式，在三相逆变电路中当载波比为3的整数倍时，载波与调制信号波能同步调制。
三相逆变电路设计
三相逆变电路设计
在三相逆变电路设计中，一个重要的参数是输出交流电的频率。
通常来说，三相逆变电路的频率应与输入交流电的频率相匹配，例如50Hz或60Hz。
此外，逆变器的输出电压和电流也是设计中的关键参数。
在设计整流器时，一个常见的方法是使用桥式整流电路。
桥式整流电路由四个二极管组成，可以将交流电的负半周期转换为正半周期。
这种电路具有较高的效率和可靠性，并且在工业和家庭应用中广泛使用。
逆变器的设计根据应用需求可以选择不同的拓扑结构，例如全桥、半桥和单桥逆变器。
其中，全桥逆变器是最常用的拓扑结构之一、全桥逆变器由四个开关管组成，可以通过适当的控制方式将直流电转换为输出的交流电。
全桥逆变器的输出电压和频率可以通过调节开关管的开关频率和占空比来控制。
在三相逆变电路设计中，还需要考虑到负载的特性和要求。
例如，负载的功率、电流和电压需求以及变化范围等。
根据负载的特性和要求，可以选择合适的控制策略和电路结构，以实现对负载的有效控制和保护。
此外，在三相逆变电路设计中，还需要考虑到电路的稳定性和效率。
稳定性是指电路在不同负载条件下的输出稳定性和响应速度，并且应具有过载和短路保护功能。
效率是指电路从输入到输出的能量转换效率，通常应尽可能高以减少能量损耗。
综上所述，三相逆变电路设计需要综合考虑输入输出电压、电流、频率、负载特性和要求等因素，并选择合适的整流器和逆变器拓扑结构、控制策略和保护措施，以实现稳定、高效的电能转换。
不同应用场景下的三
相逆变电路设计可能有所差异，因此在实际设计中还需要根据具体情况进行进一步的研究和优化。
三相逆变电路电压闭环程序 调压方案
三相逆变电路电压闭环程序调压方案摘要：一、三相逆变电路概述二、电压闭环控制原理三、调压方案及实现四、实验结果与分析正文：一、三相逆变电路概述三相逆变电路作为一种常见的电力电子设备，广泛应用于新能源、工业控制等领域。
其主要功能是将直流电源转换为交流电源，以满足各种负载需求。
三相逆变电路主要包括三相逆变桥、滤波电感和滤波电容等部分。
二、电压闭环控制原理电压闭环控制是指将输出电压与参考电压进行比较，通过控制环节调整逆变器的输出，使得输出电压满足预设要求。
电压闭环控制原理如图1所示。
图1 电压闭环控制原理图三、调压方案及实现1.比例-积分（PI）控制比例-积分控制是一种常见的控制策略，通过调整比例增益和积分时间常数，实现输出电压的稳定控制。
具体实现如下：式中，Kp为比例增益，Ki为积分增益，e为误差，t为积分时间。
2.重复控制重复控制是一种基于周期性扰动抑制的control scheme，通过引入重复控制器，实现对输出电压的高精度控制。
重复控制原理如图2所示。
图2 重复控制原理图3.双闭环控制双闭环控制是将电压闭环控制与电流闭环控制相结合的一种控制策略。
通过内环电流控制实现输出电流的快速响应，外环电压控制实现输出电压的稳定。
具体实现如下：式中，Kp1为电压环比例增益，Ki1为电压环积分增益，Kp2为电流环比例增益，Ki2为电流环积分增益。
四、实验结果与分析通过搭建三相逆变电路实验平台，并采用电压闭环控制方案进行调试。
实验结果表明，在负载变化、输入电压波动等情况下，采用电压闭环控制的三相逆变电路能够实现输出电压的稳定控制，满足不同负载需求。
同时，与传统控制方案相比，电压闭环控制具有更好的动态响应和稳态精度。
综上所述，三相逆变电路的电压闭环控制方案通过比例-积分、重复控制和双闭环控制等方法，实现对输出电压的高效、稳定控制。
三相方波逆变电路
三相方波逆变电路
三相方波逆变电路
核心提示：三相方波逆变电路1、电路结构三相方波逆变电路常用三相桥式电路结构，如图a)，有时输入端采用电容分压构成中点与负载中点相连2、脉冲控制策略每一个主开关管的控制脉冲宽度为 rad，同一桥臂上下两个开关管...
三相方波逆变电路
1、电路结构
三相方波逆变电路常用三相桥式电路结构，如图a)，有时输入
端采用电容分压构成中点与负载中点相连
2、脉冲控制策略
每一个主开关管的控制脉冲宽度为? rad，同一桥臂上下两个开关管脉冲互补。
相邻桥臂之间的脉冲相序互差2/3 rad，即相邻序号主开关之间的脉冲相序相差/3 rad。
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目录1 引言 (1)设计要求 (1)逆变的概念 (1)三相逆变 (2)2 三相电压源型SPWM逆变器 (2)PWM的基本原理 (2)SPWM逆变电路及其控制方法 (2)三相方波逆变器 (3)三相PWM逆变器提高直流电压利用率的方法 (3)三相PWM逆变器提高直流电压利用率的方法 (3)3 逆变器主电路设计 (5)4软件仿真 (6)Matlab软件 (6)建模仿真 (7)5 总结 (12)参考文献 (13)1 引言设计要求本次课程设计题目要求为三相方波逆变电路的设计。
设计过程从原理分析、元器件的选取，到方案的确定以及Matlab仿真等，巩固了理论知识，基本达到设计要求。
完成三相方波逆变电路的仿真，开关管选IGBT，直流电压为530V，阻感负载，负载有功功率1KW，感性无功功率为100Var。
逆变的概念逆变即直流电变成交流电，与整流相对应。
电力系统中，将电网交流电通过整流技术变成直流电，然后通过逆变技术，将直流变成高频交流，再通过高频变压器降压，就达到缩小变压器体积和提高供电质量的目的了。
三相逆变三相逆变技术广泛应用于交流传动、无功补偿等领域。
在三相PWM 交流伺服系统中，一般采用三个桥臂的结构，即逆变桥主电路有 6 个功率开关器件（功率MOSFET 或IGBT）构成，若每个开关器件都用一个单独的驱动电路驱动，则需6 个驱动电路，至少要配备4 个相互独立的直流电源为其供电，使得系统硬件结构复杂，可靠性下降，且调试困难，设计成本偏高。
2 三相电压源型SPWM逆变器PWM的基本原理PWM(Pulse Width Modulation)控就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过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是面积等效原理，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和正弦波等效。
SPWM 逆变电路及其控制方法SPWM 逆变电路属于电力电子器件的应用系统，因此，一个完整的SPWM 逆变电路应该由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。
由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断，来完成整个系统的功能。
目前应用最为广泛的是电压型PWM 逆变电路,脉宽控制方法主要有计算机法和调制法两种，但因为计算机法过程繁琐，当需要输出的正弦波的频率、幅值或相位发生变化时，结果都要变化，而调制法在这些方面有着无可比拟的优势，因此，调制法应用最为广泛。
所谓调制法，就是把希望输出的波形作为调制信号t u ，把接收调制的信号作为载波c u ，通过信号波的调制得到所期望的PWM 波形。
三相方波逆变器电路结构相同，只是控制方式不同。
每一开关元件在输出电压的一个周期中闭合180o (占空比为,因此，在任何时间，总有三个开关元件闭合。
幅值关系：直流电压利用率：三相PWM 逆变器提高直流电压利用率的方法 2.3.1梯形波调制采用梯形波作为调制信号，可有效提高直流电压利用率；当梯形波幅值和三角波幅值相等时，梯形波所含的正弦基波分量幅值已经超过三角波幅值。
采用这种调制方式时，决定功率开关器件通断的方法和用正弦波作为调制信号时完全相同。
三相PWM逆变器提高直流电压利用率的方法梯形波的形状用三角化率s =U t/U to描述，U t为以横轴为底时梯形波的高，U to为以横轴为底边把梯形两腰延长后相交所形成的三角形的高；s =0时梯形波变为矩形波，s =1时梯形波变为三角波；梯形波含低次谐波，故调制后的PWM 波含同样的低次谐波（3，5，7…）,但线压中3及其倍数次谐波不存在。
图2-1：梯形波为调制信号的PWM控制图2-2 180°导电型三相方波逆变器输出电压波形图2-3 120°导电型三相方波逆变器输出电压波形3 逆变器主电路设计图3-1是SPWM 逆变器的主电路设计图。
图中Vl —V6是逆变器的六个功率开关器件，各由一个续流二极管反并联，整个逆变器由恒值直流电压U 供电。
一组三相对称的正弦参考电压信号由参考信号发生器提供，其频率决定逆变器输出的基波频率，应在所要求的输出频率范围内可调。
参考信号的幅值也可在一定范围内变化，决定输出电压的大小。
三角载波信号c U 是共用的，分别与每相参考电压比较后，给出“正”或“零”的饱和输出，产生SPWM 脉冲序列波。
da U ，db U ，dc U 作为逆变器功率开关器件的驱动控制信号。
当ru 2un d U U U <=-时，给V4导通信号，给V1关断信号un 2d U U =-，给V1(V4)加导通信号时，可能是V1(V4)导通，也可能是VD1(VD4)导通。
d U 和'wn U 的PWM 波形只有/2d U ±两种电平。
当c ru U U >时，给V1导通信号，给V4关断信号，/2un d U U '=-。
uv U 的波形可由vn un U U ''-得出，当1和6通时，d uv U U =，当3和4通时，d uv U U =-，当1和3或4和6通时，uv U =0。
输出线电压PWM 波由d U ±和0三种电平构成负载相电压PWM 波由(±2/3)d U ，(±1/3)d U 和0共5种电平组成。
图3-1 SPWM 逆变器的主电路设计图防直通的死区时间同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。
死区时间的长短主要由开关器件的关断时间决定。
死区时间会给输出的PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波。
4软件仿真Matlab软件Matlab软件提供的仿真工具箱Simulink是一个功能十分强大的仿真软件，它可以根据用户的需要方便的为系统建立模型，并且十分直观，仿真精度高，结果准确。
特别是其电力系统模块库PSB中包含了大量的电力电子功能模块，为我们仿真提供了极大的便利。
Matlab提供了系统模型图形输入工具——Simulink工具箱。
在Matlab中的电力系统模块库PSB以Simulink为运算环境，涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本原件和系统仿真模型。
它由以下6个子模块组成：电源模块库、连接模块库、测量模块库、电力电子模块库、电机模块库、基本件模块库。
在这6个基本模块库的基础上，根据需要还可以组合出常用的、复杂的其他模块添加到所需的模块库中，为电力系统的研究和仿真带来更多的方便。
建模仿真第一步先建立主电路仿真模型。
在simpowersystems的electrical sources库中选择直流电压源模块，参数设置如下图：然后选择universal bridge模块，构成三相半桥电路。
开关器件选带反并联二极管的IGBT，选择三相串联RLC负载模块，选为星形连接。
将各模块相连，边完成三相方波逆变器仿真模型的主电路部分。
第二步再来构造控制部分。
选择六个pulse generator模块，第一个参数设置如下图：之后，各模块一次之后6s，即相差60度。
采用mux模块将六路信号合成后加在三相桥的门极。
最终得到的仿真模型如下图所示：三相逆变电路主电路第三步完成波形观测及分析部分。
在相应模块的测量选项和multimeter 模块，即可观察逆变器的输出的相电压，相电流，和线电压。
通过串联的电流表可观察直流电流的波形。
分析仿真结果10s，将仿真时间设为，在powergui中这是为离散仿真模式，采样时间为5-运行后可得仿真结果。
理论上a相电压、a相电流，ab间线电压及直流电流波形如图实际仿真结果如下图逆变器输出的相电压为六阶梯波，相电流和直流电流的波形与负载又关。
改变负载参数，观察电流波形的变化。
当负载参数如下图所示时：A相，B相，C相电压和电流波形如下图：Ab，bc，ca电压如图：5 总结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，电力电子已经成为当今空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。
因此作为二十一世纪的大学来说掌握电力电子的开发技术是十分重要的。
回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，以后一定要努力学习，熟练掌握。
课程设计终于顺利结束了，特别感谢赵俊梅老师多次给予耐心的帮助和支持！参考文献[1] 宏乃刚，电力电子技术基础，清华大学出版社，2007[2] 王兆安，电力电子技术，电子工业出版社，2003[3] 谢卫，电力电子与交流传动系统仿真，机械工业出版社，2009[4] 林飞，杜欣，电力电子应用技术的MATLAB仿真，中国电力出版社，2009。