单相正弦波PWM逆变电路仿真报告(Simulink)
基于Matlab_Simulink的正弦波逆变电路仿真研究
信息系统工程 │ 2010.6.20ACADEMIC RESEARCH 学术研究0 引言在电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等的设计过程中，Simulink中的电力系统仿真模块集( SimPowerSystems)的使用大大提高了设计效率、缩短了设计周期。
M a t l a b / Simulink提供的电力电子电路系统建模与仿真工具为电力电子技术的研究与应用提供了较为理想的工具。
小型风力发电系统的使用日益广泛，逆变技术在风力发电系统中是一个极其关键的技术，它承担着将直流电调制成稳压稳频的交流电直接供给负载的任务。
本文选择1000W的正弦波逆变器为设计对象，通过理论分析、参数计算和模型仿真来研究正弦波逆变器输出电压的稳定性。
1 逆变电路的拓扑结构电压源型逆变电路的拓扑结构主要有两类：一类是单向电压源高频环节逆变电路；另一类是双向电压源高频环节逆变电路。
双向电压源高频环节逆变电路适用于需要双向功率流的逆变场合。
这类逆变器存在采用传统PWM技术的周波变换器换流时漏感能量引起的电压过冲现象，通常需要采用缓冲电路或有源电压箝位电路来吸收存储在漏感中的能量，从而使变换效率不够理想，增添了电路的复杂性。
本文采用单向电压源高频环节逆变器结构，如图1所示。
在直流电源和逆变器之间加入一级高频电气隔离直流变换器，使用高频变压器实现电压比调整和电气隔离，省掉了体积庞大且笨重的工频输出变压器，降低了音频噪声，显著提高了逆变器的特性。
电路原理图如图2所示。
前置DC/DC变换级电路采用双管正激变换电路，这种双管单端正激电路比单管正激电路多用了一个开关管，但其主功率管承受的电压降低了一倍，同时变压器少了一个磁通复位绕组。
克服了推挽电路必须有良好的对称性的要求。
与全桥变换电路相比，全桥变换器功率器件较多，控制及驱动较复杂，并且变压器铁芯存在直流偏磁现象，桥臂存在直通现象。
后置DC/AC逆变级电路采用电压型全桥逆变电路，电压型单相全桥逆变电路，其全控型开关器件，V5、V7同时通、断；V6、V8同时通、断；输出电压有效值为：0.9VD。
基于simulink的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11电牵3班罗凯关键字：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、 电路结构单相电压型全桥逆变电路的原理图及波形(阻感性负载）（图a） 输出电压（图 b ）输出电流（图 c ）直流输入电流（图 d ） 2、 工作原理a)两个半桥电路的组合；b) V1和V4一对，V2和V3另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180°；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a)tb)c)d)tuo 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:⎪⎭⎫ ⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πa)b)图5-7VD 3VD 4u u u u i o u od o 1,3,54sin sin 2n U n u n t n θω∞==π∑o dU U =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值相当，所以，这种调压方式不适合大范围的调压。
SPWM于单相全桥及其三相电压型桥式逆变电路的simulink仿真应用
SPWM于单相全桥及其三相电压型桥式逆变电路的应用11级电牵3班xx 关键字：单相桥三相桥全控逆变SPWM 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——单相全桥逆变电路和三相电压型桥式逆变电路，单相电路的功能是将直流电逆变为交流电，而三相逆变电路则是在单相的基础上变为三相，功能更加完善。
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Power System工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。
一、电路工作原理1.SPWM电路工作原理同步调制——N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。
f变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。
三基本同步调制方式，r相，公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称。
为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数。
当N=9时的同步调制三相PWM波形如上图所示。
2.逆变电路工作原理1）IGBT单相电压型全桥无源逆变电路原理分析单相逆变电路主要采用桥式接法。
它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都有一个全控器件IGBT和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而负载接在桥臂之间。
单相单极性SPWM逆变电路matlab仿真
单相单极性SPWM逆变电路matlab仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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5月15日一、实验名称：单相单极性SPWM逆变电路MATLAB仿真二、目的及要求了解并掌握单相单极性SPWM逆变电路的工作原理； 2.进一步熟悉MA TLAB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.单相单极性SPWM逆变的电路原理图2、单相单极性SPWM逆变电路工作方式单极性PWM控制方式（单相桥逆变）：在Ur和U c的交点时刻控制IGBT的通断，Ur正半周，V1保持通，V2保持断，当Ur>cu时使V4通，V3断，U0=Ud，当Ur<U c时使V4断，V3通，U0=0。
Ur负半周，V1保持断，V2保持通，当Ur<cu时使V3通，V4断，U0=-U d，当Ur>Uc时使V3断，V4通，U0=0。
输出电压波形四、实验步骤及电路图1、建立MATLAB仿真模型。
以下分别是主电路和控制电路（触发电路）模型：2、参数设置本实验设置三角载波的周期为t，通过改变t的值改变输出SPWM矩形波的稠密，从而调节负载获取电压的质量。
设置正弦波周期为0.02s，幅值为1。
直流电源幅值为97V，三角载波幅值为1.2V，三角载波必须正弦波正半周期输出正三角载波，而在正弦波负半周期输出负三角载波，这可以通过让三角载波与周期与正弦波相同、幅值为1和-1的矩形波相乘实现。
五、实验结果与分析1、设置三角脉冲波形的周期t=0.02/9s时的仿真结果：2、设置三角脉冲波形的周期t=0.02/21s时的仿真结果：根据仿真结果和面积等效原理可知，模拟电路成功的实现了将直流逆变成交流。
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：2012.12.14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)。
推荐-基于simulink的单相全桥逆变电路仿真实验 精品
基于simulink 的单相全桥逆变电路仿真实验11电牵3班罗凯关键字：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、 电路结构单相电压型全桥逆变电路的原理图及波形(阻感性负载）（图a） 输出电压（图 b ）输出电流（图 c ）直流输入电流（图 d ） 2、 工作原理a)两个半桥电路的组合；b) V1和V4一对，V2和V3另一对，成对桥臂同时导通，两对交替各导通180°；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a)tb)c)d)tuo 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:⎪⎭⎫ ⎝⎛+++= t t t U u ωωωπ5sin 513sin 31sin 4d o ddo1m 27.14U U U ==πdd1o 9.022U U U ==πa)b)图5-7VD 3VD 4u u u u i o u od o 1,3,54sin sin 2n U n u n t n θω∞==π∑o dU U =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值相当，所以，这种调压方式不适合大范围的调压。
基于PWM逆变器的Simulink仿真
基于 PWM逆变器的 Simulink仿真摘要：在本次设计中，用到MATLAB中的Simulink中的Sim Power Systems工具箱中的电力电子器件进行的仿真，然后通过斩波电路将波形进行优化，即将其幅值增高然后通过逆变将其转换为50赫兹的交流电，在各方面再详细的分析和设计，并且考虑到会出现直流不平衡等方面，通过理论查找以及MATLAB的仿真实验来说明这个方法可以更优方式将输入110V直流转换成220V、50赫兹的单相交流电。
关键词：逆变；MATLAB仿真；PWM控制0 引言晶闸管相控整流电路的I滞后U，而且他的功率角随着触发脉冲的触发时间即触发角的变大而变大,功率因数变低，对电网的运行造成影响。
而利用SPWM正弦脉宽调制技术，可以很好减小对电网的影响，因此研究SPWM正弦脉宽调制意义重大。
1设计方案的论证与选择1.1总体设计思路高频变压器。
将输入的110V直流电压升高,经过逆变过程和滤波电路的转换变成需要的输出。
1.2 直流变直流电路的方法选择及原因方案：直流变直流电路也可以叫做直流斩波电路，他的基本原理是利用直流斩波器，从而实现了直流直流变换，通过相关电力电子器件的快速通断等相关操作，将直流恒定电压进行斩波过程，从而得到想要的脉冲波形，并且可以利用滤波来进一步优化波形，而直流波形的脉冲宽度是可以通过改变电力电子元件的开通与关断的动作频率来调整，从而使得电压以及电流的平均值得到想要的变化，总的来说，直流变直流是将直流电改成另一种可以调整电压与电流均值的直流电。
原因:利用升压斩波电路优点是该电路结构不复杂，而且其相对损失少，并且效率还比较高，并且滤波后还能有效减少了谐波的电流噪声的工作。
1.3逆变电路的方法选择以及原因方法：全桥逆变电路如图所示，这个逆变电路有T1,T2,T3,T4四个开关元件，另T1，T4一起导通，T2,T3一起导通，而且他们一起交替导通，然后将直流的电压改变为峰值为Uin的交流电压，然后进行输入，通过改变占空比，相当于调整了输出电压Uout。
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析本文以MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包为平台，对桥式直流PWM 变换电路进行仿真分析文章对每个电路首先进行原理分析，进而建立相应的仿真模型，经过详细计算确定并设置仿真参数进行仿真，对于每次仿真结果均采用可视化波形图的方式直接输出。
在对仿真结果分析的基础上，不断优化仿真参数，使其最大化再现实际物理过程，并根据各个电路的性能进行参数改变从而观察结果的异同。
标签：SIMULINK；PWM；电路仿真1 桥式直流PWM变换电路简介桥式直流PWM变流器仿真实验是对全控型器件的应用。
实验电路中，前端为不可控整流、后端为开关型逆变器，此结构形式应用最为广泛。
逆变器的控制采用PWM方式。
对这个实验有所掌握的话，对后续课程设计直流调速系统也会有很大启发。
因为直流PWM-M调速系统近年来发展很快，直流PWM-M调速系统采用全控型电力电子器件，调制频率高，与晶闸管直流调速系统相比动态响应速度快，电动机转矩平稳脉动小，有很大优越性，因此在小功率调速系统和伺服系统中的应用越来越广泛。
2 桥式直流PWM变换电路的工作原理本实验系统的主电路采用双极性PWM控制方式，其中主电路由四个MOSFET（VT1～VT4）构成H桥。
Ub1～Ub4分别由PWM调制电路产生后经过驱动电路放大，再送到MOSFET相应的栅极，用以控制MOSFET的通断。
在双极性的控制方式中，VT1和VT4的栅极由一路信号驱动，VT2和VT3的栅极由另一路信号驱动，它们成对导通。
控制开关器件的通断时间可以调节输出电压的大小，若VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3的导通时问，输出电压的平均值为正，VT2和VT3的导通时间大于VT1和VT4的导通时间，则输出电压的平均值为负，所以可以用于直流电动机的可逆运行。
3 计算机仿真实验（1）桥式直流PWM变换电路仿真模型的建立。
根据所要仿真的电路，在SIMULINK窗口的仿真平台上构建仿真模型。
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。
基于Simulink的三相Z源逆变器正弦载波PWM仿真研究
基于 Simulink 的三相 Z 源逆变器正弦载波 PWM 仿真研究
Simulation Research on Sinusoidal Carrier PWM for Three Phase Z Source Inverter Based on Simulink
Abstract: Although sinusoidal carrier PWM is one of the common modulation strategies, there is no relevant literature to express its simulation model clearly. According to the control characteristics of Z source inverter, this paper builds a simulation model based on the principle of sinusoidal carrier PWM technology, uses the module of Simulink toolbox of Matlab software to build a simulation model, and applies it to the Z source inverter circuit. After running the simulation, the related voltage waveform is obtained, and the simulation results are compared with the theoretical values obtained from the related formula, and naturally it verifies the correctness of the sinusoidal carrier PWM simulation model and its algorithm provided in this paper, so as to provide convenience for the related peers. Key words: Simulink; Z source inverter; Sinusoidal carrier PWM
单相正弦波PWM逆变电路仿真报告(Simulink)
单相正弦波PWM逆变电路仿真报告1. 仿真目的：通过对单相SPWM逆变电路不同控制方式的仿真研究，进一步理解SPWM 控制信号的产生原理，单极性、双极性控制方式的原理及不同、载波比与调制深度不同对逆变电路输出波形的影响等。
2. 仿真原理：2.1 单相桥式逆变电路图1 所示为单相桥式逆变电路的框图，设负载为阻感负载。
在桥式逆变电路中，桥臂的上下两个开关器件轮流导通，即工作时V1 和V2 通断状态互补，V3 和V4 的通断状态互补。
下面将就单极性及双极性两种不同的控制方法进行分析。
图1 单相桥式PWM逆变电路2.2 不同控制方式原理2.2.1 单极性控制方式调制信号u r为正弦波，载波u c在u r的正半周为正极性的三角波，在u r的负半周为负极性的三角波。
在u r的正半周，V1保持通态，V2保持断态，在u r>u c 时使V4导通，V3关断，u0=U d; 在u r<u c时使V3导通，V4关断，u0=0; 在u r 的负半周，V1保持断态，V2保持通态，在u r<u c时使V3导通，V4关断，u0=-U d; 在u r>u c时使V4导通，V3关断，u0=0。
这样就得到了SPWM波形u0。
图2 单极性PWM控制波形2.2.2 双极性控制方式采用双极性方式时，在u r的半个周期内，三角波不再是单极性的，而是有正有负，所得的PWM波也是有正有负。
在u r的一个周期内，输出的PWM波只有两种电平，而不像单极性控制时还有零电平。
在u r的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
即u r>u c时，给V1和V4导通信号，给V2和V3以关断信号，如i0>0，则V1和V4通，如i0<0，则VD1和VD4通，不管哪种情况都是输出电压u0=U d。
u r<u c时，给V2和V3导通信号，给V1和V4以关断信号，这时如i0<0，则V2和V3通，如i0>0，则VD2和VD3通,不管哪种情况都是输出电压u0=-U d。
PWM技术在单相全桥逆变电路中的应用_MATLAB仿真结果(副本)
第一部分：单相电压型全桥逆变电路一、逆变电路(纯电阻负载)1、正常逆变电路负载串联电感并联电容后的仿真结果：电感0.1H，电容0.07C。
2、移向逆变电路触发电平的波形图：从上到下依次为VT1,VT2,VT3,VT4的触发电压，幅值为4v。
器件IGBT输出波形图：从上到下依次为VT1,VT2,VT3,VT4的输出电压与电流波形：（紫色为电压12v，黄色为电流2A）负载输出波形图：从上到下依次为输出电压波形（最大值为12V），输出电流（最大值为2A）。
10v1.7A负载串联电感并联电容之后的仿真结果：第二部分：PWM波形发生器正弦波调制波的频率决定了逆变器输出交流电压、电流的频率。
为了产生频率为50HZ的电压电流，将正弦波、三角波的参数设置如下：一、单极性调制正弦波幅值围为[-3 3]，三角波幅值围为[0 4]，信号波的围为[0 3] 下面各图依次为半个、一个、两个周期的SPW波形图二、双极性控制方式第三部分：PWM技术在单相全桥逆变电路中的应用下图依次为VT1、VT4与VT2、VT3不同周期时的波形图。
一、纯电阻下的波形图下图依次为整流输出的电流、电压波形图：电流的幅值围为[-1.7 1.7]，电压幅值围为[-10 10]二、负载与电感串联然后再与电容并联，在电感、电容滤波作用下的波形图下图依次为整流输出的电流、电压波形图：电流的幅值围为[-0.8 0.8]，电压幅值围为[-10 10]参考文献[1]中北大学电子设计课程设计说明书. 中北大学. wenku.baidu./[2]黄忠霖黄京. 电力电子技术MATLAB实践. ：国防工业. 2009.1.[3]单相SPWM逆变电源仿真设计. 黄朝飞. wenku.baidu./[4]广西大学毕业设计. wenku.baidu./。
单相正弦波PWM逆变电路
单相正弦波PWM逆变电路1、单相逆变原理如图(1)所示为单相逆变电路的基本原理，当开关管VT1和VT4导通而VT2和VT3关断时，输出的电压为正的方波电压；当开关管VT2和VT3导通而VT1和VT4关断时，输出的电压为负的方波电压，从而实现了直流电压到交流电压的变换，这就是逆变器的基本思路。
图（1）单相逆变电路对于单相逆变电路，其调制的方法有很多，通常有方波调制方法、斩控调制方法、阶梯波调制方法。
方波调制方法的控制比较简单，但输出的交流谐波较大，因此很少使用；阶梯波调制方法的使用需要将多组的单相逆变器进行移相叠加组合，从而获得相应的交流阶梯波形，该方法只有在大功率场合使用；斩控调制方法是指在一定的开关调制频率条件下，调制脉冲的幅值恒定，而调制脉冲的宽度可变，一般调制波形的宽度按正弦分布，则称为正弦脉冲宽度调制（SPWM）。
2、仿真图(2) 单相逆变仿真图在本实验的仿真中采用SPWM进行调制，其有三种控制方案：单极性SPWM控制、双极性SPWM控制、倍频单极性SPWM控制，我们主要对单极性SPWM控制、双极性SPWM 控制进行仿真，并通过仿真波形进行比较分析。
仿真中单相逆变仿真图如图(2)所示，仿真参数V i =100V ，电感为2mH ，纯阻性时电阻为5Ω，阻感性时电阻设为1Ω，输出的电流为I o 。
2.1单极性调制2.1.1单极性控制原理所谓单极性SPWM 控制是指逆变器的输出脉冲具有单极性特征。
为实现单极性SPWM 控制，根据单相电压型正弦波逆变器的电路桥臂控制功能的不同，可将其分为周期控制桥臂和调制桥臂。
当负载为纯阻性，输出的电压和输出的电流波形相同，只是幅值不同。
当负载为阻感负载时，在输出电压的正半周期，让VT1保持通态，VT2保持断态，VT3和VT4交替通断。
由于负载电流比电压滞后，因此在电压正半周，电流有正有负。
在电流为正的的区间，VT1和VT4导通，负载电压等于输入电压U i ；VT4关断时，负载电流通过V1和VT3续流负载电压为0。
单极性模式PWM逆变电路的计算机仿真
逆变电路是P W M控制技术最为重要的应用场合。
这里在研究单相桥式P WM逆变电路的理论基础上，采用Ma t la b的可视化仿真工具S i mu lin k建立单相桥式单极性控制方式下P W M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；PWM控制技术是逆变电路中应用最为广泛的技术，现在大量应用的逆变电路中，绝大部分都是PWM型逆变电路。
为了对PWM型逆变电路进行分析，首先建立了逆变器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PWM控制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，给出了仿真波形，并运用MATLAB提供的powergui模块对仿真波形进行了FFT分析（谐波分析）。
通过仿真分析表明，运用PWM控制技术可以很好的实现逆变电路的运行要求。
目录摘要 (1)前言 (2)一逆变电路相关概述 (4)1.1 .MATLAB的介绍 (4)1.2 PWM技术 (4)1.3PWM控制方法 (5)二主电路工作原理说明 (10)2.1 PWM控制的基本原理 (10)三主电路设计的详细过程 (12)四仿真模型的建立及各模块参数设置 (14)4.1单极性PWM控制发生电路模型 (14)4.2单极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路 (16)五、总结 (23)参考文献 (24)七、体会 (25)一逆变电路相关概述1.1 .MATLAB的介绍MATLAB将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程技术结合在一起，为用户提供了一个强有力的科学及工程问题的分析计算和程序设计工具，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能，是具有全部语言功能和特征的新一代软件开发平台。
单相逆变器SPWM调制技术的仿真
丰求疚迪，、夕课程设计(论文)任务书电气学院 _____________ 学院08电力牵引专业二班一、课程设计(论文)题目单相逆变器SPWM调制技术的仿真二、课程设计(论文)工作自2011年6月_20_日起至2009年6月25 日止。
三、课程设计(论文)地点：____________________ 电气学院机房_____________________________________________四、课程设计(论文)内容要求：1本课程设计的目的(1)熟练掌握MATLAE语言的基本知识和技能；(2)熟悉matlab 下的simulink 禾口simpowersystems 工具箱；(3)熟悉构建单相桥式逆变器SPWM单极性和双极性调制的仿真模型;(4)培养分析、解决问题的能力；提高学生的科技论文写作能力。
2 •课程设计的任务及要求1)基本要求：(1)要求对主电路和脉冲电路进行封装，并对调制度和载波比参数进行封装；(2)仿真参数为：E=100-300V; Ma=0.8-0.95; N=9-21; h=0.0001s，其他参数自定；(3)给出调制波原理图、相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，要求采用subplot作图；(4 )选取不同参数进行仿真，比较仿真结果有何变化，给出自己的结论。
(5)利用matlab下的simulink和simpowersystems工具箱构建单相桥式逆变器spwm 单极性和双极性调制的仿真模型。
2)创新要求：封装使仿真模型更加美观、合理3)课程设计论文编写要求(1)要按照课程设计模板的规格书写课程设计论文(2)论文包括目录、正文、心得体会、参考文献等(3)课程设计论文用B5纸统一打印，装订按学校的统一要求完成4)答辩与评分标准：(1 )完成原理分析：20分；(2 )完成设计过程：40分；(3)完成调试：20分；(4)回答问题：20分；5)参考文献：[1]刘凤君•现代逆变技术及应用[M]. 北京：科学出版社，2006.[2]伍家驹，王文婷，李学勇，等.单相SPWI逆变桥输出电压的谐波分析[J]. 电力自动化设备,2008, 28（4）: 45-49, 52.[3]王兆安，刘进军，电力电子技术，机械工业出版社，2009.5[4]汤才刚，朱红涛，李莉，陈国桥，基于PW的逆变电路分析，《现代电子技术》2011年6月25日课程设计（论文）评审意见年月日目录1........................................................... 引言. - 5 -2............................................................... 软件介绍. - 6 -3.电力电子电路的仿真实验系统设计........................... - 7 -3.1实验系统总体设计.......................................3.2电力电子电路S lMULINK仿真，具有以下特点•…4...................................................................................... 单相逆变器SPW碉制技术的仿真 ........................................................ -8 -4.1单相逆变器SPW调制电路的基本结构图.……4.2单相逆变器SPW调制电路的工作原理......................4.2.1逆变器SPW调制原理............................ -8 -4.2.2SPWM 控制方式................................. -10 -4.3单相逆变器SPWI调制电路的S lMULINK模型.……4.3.1单极性SPW仿真的模型图 ......................... -12 -4.3.1单极性SPW仿真的模型图 ......................... -13 -4.4 模型参数的设定模型仿真图及其分析 ..........................4.3.1单极性SPW仿真............................... -14 -- 7 - - 7 --8-8- 12 -4.3.2双极性SPW仿真............................... -19 -5.结束语................................................... -25 -6.参考文献 ................................................ - 26 -单相逆变器SPW调制技术仿真的课程设计[摘要] ：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。
(完整)单相正弦波PWM逆变电路
一、实验目的1、用MATLAB对单相正弦波PWM逆变电路进行仿真，讨论载波信号、调制信号对输出电压、电流、谐波以及谐波畸变率的影响.2、主要讨论载波比、调制深度对输出电压、电流、谐波以及谐波畸变率的影响。
二、实验原理1、PWM控制的基本原理PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,将宽度变化的窄脉冲作为驱动信号，其控制的基本原理是面积等效原理，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。
冲量指窄脉冲的面积.效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段常接近，仅在高频段略有差异。
如图1—1为PWM波等效为正弦波，2-1a中把正弦波分成N等分，就可以把正弦波看成是由N个彼此相连的脉冲序列组成的波形，这些脉冲的宽度相等，都为π/N，但幅值不相等。
如果把这一系列的窄脉冲用等幅而不等宽的矩形窄脉冲代替,使矩形脉冲的中点与相应的正弦脉冲部分的中点重合,且使矩形脉冲与相应的正弦脉冲的面积相等,且宽度是按正弦规律变化的如图2—1b，由面积等效原理可知,PWM波和正弦波是等效的。
这种脉冲宽度按正弦规律变化和正弦波等效的PWM波形叫做SPWM.图2—1 SPWM波等效为正弦波2、电路结构及控制方法2.1单相SPWM逆变电路结构图2-2单相SPWM 逆变电路2.2 单相SPWM 逆变电路控制方式图2-3单极性SPWM 控制方式波形 图2—4双极性SPWM 控制方式波形对于单极性SPWM ，如图2-3所示，在Ur 和Uc 焦点的时刻控制IGBT 的通断.在Ur 的正半周,VT1保持通态，VT2保持断态,当Ur 〉Uc 时使VT4导通，VT3关断，Uo=Ud ；当Ur<Uc 时使VT4关断，VT3导通，Uo=0。
在Ur 的负半周，VT1保持断态，VT2保持通态，当Ur 〈Uc 时使VT3导通,VT4关断，Uo=—Ud;当Ur 〉Uc 时使VT3关断，VT4导通，Uo=0.对于双极性SPWM ，如图2-4所示，仍然在Ur 和Uc 焦点的时刻控制IGBT 的通断。
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单相正弦波PWM逆变电路仿真报告
1. 仿真目的：
通过对单相SPWM逆变电路不同控制方式的仿真研究，进一步理解SPWM控制信号的产生原理，单极性、双极性控制方式的原理及不同、载波比与调制深度不同对逆变电路输出波形的影响等。
2. 仿真原理：
单相桥式逆变电路
图 1 所示为单相桥式逆变电路的框图，设负载为阻感负载。
在桥式逆变电路中，桥臂的上下两个开关器件轮流导通，即工作时V1 和V2 通断状态互补，V3 和V4 的通断状态互补。
下面将就单极性及双极性两种不同的控制方法进行分析。
图1 单相桥式PWM逆变电路
不同控制方式原理
单极性控制方式
调制信号u
r 为正弦波，载波u
c
在u
r
的正半周为正极性的三角波，在u
r
的负
半周为负极性的三角波。
在u
r 的正半周，V1保持通态，V2保持断态，在u
r
>u
c
时使V4导通，V3关断，u
0=U
d
; 在u
r
<u
c
时使V3导通，V4关断，u
=0; 在u
r
的负
半周，V1保持断态，V2保持通态，在u
r <u
c
时使V3导通，V4关断，u
=-U
d
; 在
u r >u
c
时使V4导通，V3关断，u
=0。
这样就得到了SPWM波形u。
图2 单极性PWM控制波形
双极性控制方式
采用双极性方式时，在u
r
的半个周期内，三角波不再是单极性的，而是有
正有负，所得的PWM波也是有正有负。
在u
r
的一个周期内，输出的PWM波只有
两种电平，而不像单极性控制时还有零电平。
在u
r
的正负半周，对各开关
器件的控制规律相同。
即u
r >u
c
时，给V1和V4导通信号，给V2和V3以关断信
号，如i
0>0，则V1和V4通，如i
<0，则VD1和VD4通，不管哪种情况都是输出
电压u
0=U
d。
u
r
<u
c
时，给V2和V3导通信号，给V1和V4以关断信号，这时如i
<0，
则V2和V3通，如i
0>0，则VD2和VD3通,不管哪种情况都是输出电压u
=-U
d。
图3 双极性PWM控制波形
3. 仿真过程：
仿真主电路模型：
仿真模型如图4所示，其中的PWM模块为根据不同控制方式自定义的子系统封装模块，设置该模块的参数为m（调制深度）、f（调制波频率）、fc（载波频率），方便仿真时快捷调整调制深度及载波比，来观察不同参数对逆变电路输出的影响。
图4 仿真主电路
图中的“Universal Bridge”模块，在对话框中选择桥臂数为2，即可组成单相全桥电路，开关器件选带反并联二极管的IGBT；直流电压源模块设置为300V；“Series RLC Branch”模块去掉电容后将阻感负载分别设为1Ω和2 m H；在串联RLC支路模块的对话框下方选中测量电压和电流，再利用“Multimeter”模块即可观察逆变器的输出电压、电流；“Powergui”模块设置为离散仿真模式，采样时间为1e-5s。
仿真时间设为，选择ode45仿真算法。
单极性PWM逆变仿真
单极性PWM控制信号产生原理
在本仿真中，采用同幅值、同频率的两条等腰三角载波分别与同幅值、同频率，但相位相差180°的两条正弦调制波比较，经过处理后得到PWM控制信号，原理如图5所示。
由于两个桥臂是分开控制的同一桥臂上的两个开关在控制上仍然互补。
在输出电压的半个周期内，电压极性只在一个方向变化，故称为单极性控制。
图5 单极性PWM控制信号产生原理
单极性控制仿真模型
图6 单极性PWM控制信号产生模型
在图6中，正弦波以及由模块组合产生，与频率为fc的等腰三角波比较后，经过处理产生单极性PWM控制信号。
进行仿真及波形记录
(1) 调制深度m设为，基波频率f设为50Hz，载波频率fc设为基频的20倍，即1000Hz。
运行仿真主电路，可得输出电压、负载电流、直流侧电流如图7所示。
图7 m=,fc=1000Hz时单极性PWM逆变电路输出波形对此时的输出电压及负载电流进行FFT分析，结果如图8所示。
输出电压基波幅值为，与理论值很接近，约为基波幅值的50%。
其THD为%。
而由于感性负载的存在，负载电流的THD为%。
图8 m=,fc=1000Hz时单极性输出电压FFT分析结果仿真(2) 在(1)的基础上，将调制深度m改为1，其它参数不变,仿真后可得此时输出电压、负载电流及直流侧输电流波形如图9所示。
图9 m=1,fc=1000Hz时单极性PWM逆变电路输出波形对此时的输出电压及负载电流进行FFT分析，结果如图10所示。
输出电压基波幅值为，与理论值非常接近，其THD降为%。
而同样由于感性负载的存在，负载电流的THD为%，比(1)中降低很多。
图10 m=1,fc=1000Hz时单极性输出电压FFT分析结果仿真(3) 在(2)的基础上将载波频率提高到fc=2000Hz.仿真后，得到此时的输出电压，负载电流及直流侧电流波形如图11所示.
图11 m=1,fc=2000Hz时单极性PWM逆变电路输出波形此时的输出电压基波幅值为，THD为%；负载电流的THD降为%，更加接近正弦。
图12 m=1,fc=2000Hz时单极性负载电流FFT分析结果
单极性控制仿真结果分析
对比仿真(1)、(2)、(3)的仿真波形及FFT分析结果可以看出，相对于(1)的结果, (2)的结果波形中电压中心部分明显加宽，THD明显减小，负载电流波形更加光滑；而(3)的结果波形中输出电压中心加宽更明显，负载电流的正弦度也更好了。
由此可见调制深度m与载波比对波形的影响很大，参数值越大，逆变输出效果越好。
双极性PWM逆变仿真
双极性PWM控制信号产生原理
相对于单极性控制，双极性PWM控制较为简单，将正弦调制信号与双极性三角载波进行比较后经过简单处理，即可产生PWM控制信号。
其原理如图3所示。
双极性PWM控制信号产生模型
图13 双极性PWM控制信号产生模型
图13中，同样由时钟信号经过处理产生的正弦波与频率为fc的双极性等腰三角波比较后，经过处理即可得到双极性PWM控制信号。
进行仿真及波形记录
如单极性PWM逆变仿真中一样，分别对应于仿真(1)、(2)、(3)，设定调制深度m与载波频率fc的值，得到仿真波形如图14、15、16所示。
图14 m=,fc=1000Hz时双极性PWM逆变电路输出波形
图15 m=1,fc=1000Hz时双极性PWM逆变电路输出波形
图16 m=1,fc=2000Hz时双极性PWM逆变电路输出波形
仿真结果分析
同样对每次仿真结果进行FFT分析，输出电压THD由%降至% ；负载电流THD 由%降至%，谐波含量及正弦度明显改善。
如同单极性PWM逆变仿真结果分析中所述，调制深度m和载波比的大小对双极性PWM逆变输出波形的影响也很大，在m和fc值较大的情况下，负载电流的正弦度明显较好。
同时，对比仿真图可以看出，在同样的参数条件下，单极性控制下的逆变输出波形要比双极性控制下的输出要好。
4 拓展思考
在仿真过程中可以看出，无论是单极性控制还是双极性控制，在不同的参数条件下，由于输出电压含有谐波，负载电流的波形总是不够光滑。
因此考虑在逆变器输出部分加入LC滤波环节，看是否能够改善输出情况。
经过仿真对比，设置L=，C=1e-4F.
加入滤波环节后的仿真主电路如图17所示：
图17 加入LC滤波的仿真主电路
对单极性和双极性控制，分别在m=,fc=1000Hz参数条件下进行仿真并记录波形如图18、19所示。
图18 m=,fc=1000Hz时，加入LC滤波后单极性PWM逆变电路输出波形
图19 m=,fc=1000Hz时，加入LC滤波后双极性PWM逆变电路输出波形
由仿真结果可以看出，加入LC滤波后，输出电压中的谐波分量被滤除了许多，更加趋近于正弦波形，而负载电流的波形更加光滑，正弦度更好。
说明加入滤波环节对于逆变输出波形有明显改善。