方波逆变电路的计算机仿真课案
方波逆变电路的设计
《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告班级姓名学号专业电气工程及其自动化指导教师陈伟2011年 12 月 26 日摘要本文主要介绍了基于matlab软件进行方波逆变电路的设计与仿真，以单向全桥方波逆变电路和三相全桥方波逆变电路为例，阐述了使用虚拟电子实验平台进行模拟电路仿真分析的具体方法，了解利用虚拟电子实验平台仿真电路的优点，并且将实验结果与理论知识分析比较，分析实验结果与理论知识产生差异的原因。
关键字：matlab软件；方波逆变电路；仿真；目录：第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1第二章设计内容及技术要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2第三章主电路图工作原理说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33.1逆变电路的基本工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3.2逆变电路换流方式及分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3.3 电压型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 第四章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.1单项桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.2三相桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯144.3仿真波形分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 第五章总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19 第六章参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20第一章绪论20世纪60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以交换和控制，产生了现代各种高效节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产，交通运输，楼宇办公家庭自动化提供了现代化的高薪技术，提高了生产效率和人们的生活质量，使人类社会生产生活发生了巨大变化。
MATLAB软件是由美国Math Works公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算机软件系统被誉为“巨人肩上的工具”MATLAB早期主要用于控制系统的仿真，经过不断扩展已经成为包含通信电气工程优化控制等诸多领域的科学计算软件，可以用于电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真。
方波逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握方波逆变电路的基本原理和电路组成；2. 掌握方波逆变电路中各个元器件的作用及相互关系；3. 学会分析方波逆变电路的工作过程及其特点；4. 了解方波逆变电路在实际应用中的优缺点及其改进方法。
技能目标：1. 能够正确绘制并搭建方波逆变电路；2. 能够运用所学知识分析和解决方波逆变电路中存在的问题；3. 能够通过实验验证方波逆变电路的性能，并进行简单的优化调整；4. 能够运用相关软件（如Multisim、Proteus等）进行方波逆变电路的仿真。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术领域的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作意识和沟通能力，学会在团队中分享和交流；3. 培养学生勇于探索、积极创新的精神，敢于面对挑战，善于克服困难；4. 引导学生关注方波逆变电路在节能环保、新能源等领域的重要应用，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的动手能力和学习兴趣，但对方波逆变电路的了解尚浅。
教学要求：注重理论与实践相结合，强化学生动手实践能力，提高学生的分析和解决问题能力。
通过课程学习，使学生能够全面掌握方波逆变电路的相关知识，为后续专业课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 方波逆变电路基本原理：介绍逆变电路的定义、分类及其应用，重点讲解方波逆变电路的工作原理和特点。
教材章节：第三章第四节“逆变电路及其工作原理”2. 方波逆变电路组成与元器件：分析方波逆变电路的组成，介绍各元器件的功能及选型。
教材章节：第三章第五节“逆变电路的组成与元器件”3. 方波逆变电路分析与设计：讲解方波逆变电路的分析方法，引导学生进行电路设计及优化。
教材章节：第三章第六节“方波逆变电路分析与设计”4. 方波逆变电路实验操作：指导学生进行方波逆变电路的搭建、调试及性能测试。
【课程设计】电力电子系统的计算机仿真设计-单极性模式PWM逆变电路的计算机仿真
电力电子系统的计算机仿真设计题目：单极性模式PWM逆变电路的计算机仿真学院：电信学院班级：电气工程及其自动化3班学号：XXXXX姓名：XX指导老师：XX日期：2010年12月3号前言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。
目录一概述 3 二主电路工作原理说明8 三主电路设计的详细过程10 四仿真模型的建立及各模块参数设置11 五仿真结果分析14 六总结18 七参考文献19 八体会20一概述1.1MATLAB的介绍MATLAB (Matrix Laboratory)为美国Mathworks公司1983年首次推出的一套高性能的数值分析和计算软件，其功能不断扩充，版本不断升级，1992年推出划时代的4.0版，1993年推出了可以配合Microsoft Windous使用的微机版，95年4.2版，97年5.0版，99年5.3版，5.X版无论是界面还是内容都有长足的进展，其帮助信息采用超文本格式和PDF格式，可以方便的浏览。
至2001年6月推出6.1版，2002年6月推出6.5版，继而推出6.5.1版, 2004年7月MATLAB7和Simulink6.0被推出，目前的最新版本为7.1版。
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。
逆变电源课程设计
课程设计报告题目：逆变电源设计姓名：xxx学号：xxx逆变电源设计一、方案论证1、设计实现要求本次课程设计要求对逆变电源进行Matlab仿真研究，输入为100V，输出为380V、50Hz三相交流电，采用PWM斩波控制技术，建立Matlab仿真模型并得到实验结果。
2、设计方案确定由于要求的输出为380V、50Hz三相交流电，显然不能直接由输入的100V直流电逆变产生，需将输入的100V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。
设计思路：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PWM控制技术，使其频率为50HZ。
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。
采用等腰三角波作为载波，用SPWM进行双极性控制。
该电路的输出含有谐波，除了使波形具有对称性减少谐波和简化控制外，还需要专门的滤波电路进行滤波。
滤波电路采用RLC滤波电路。
设计思路如下：二、原理简介1、升压斩波电路工作原理：t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压u o=E，负载电流i o按指数曲线上升。
t=t1时控制V关断，二极管VD续流，负载电压u o近似为零，负载电流呈指数曲线下降。
通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小数量关系：电流连续负载电压平均值： t on ——V 通的时间 t off ——V 断的时间 a--导通占空比E E Tt E t t t U α==+=on off on on o负载电流平均值：电流断续，U o 被抬高，一般不希望出现。
2、三相电压型桥式逆变电路基本工作方式——180°导电方式每桥臂导电180°，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120 °。
任一瞬间有三个桥臂同时导通。
每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流。
方波逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解方波逆变电路的基本原理，掌握其工作流程及关键参数的计算。
2. 使学生掌握方波逆变电路在不同应用场景中的设计与实现方法。
3. 帮助学生了解方波逆变电路在实际工程中的应用，提高学生理论联系实际的能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决方波逆变电路相关问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力，学会使用相关软件及仪器设备进行方波逆变电路的设计与调试。
3. 培养学生团队协作能力，通过小组讨论、实践等形式，共同完成方波逆变电路的设计。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其主动学习的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，遵循实验操作规程。
3. 引导学生关注我国电子技术的发展，树立为国家和民族科技事业贡献力量的信念。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够阐述方波逆变电路的原理，并正确计算关键参数。
2. 学生能够根据实际需求，设计出符合要求的方波逆变电路。
3. 学生能够运用所学知识和技能，解决方波逆变电路在实际应用中遇到的问题。
4. 学生能够通过团队协作，完成方波逆变电路的设计与调试，提高实践操作能力。
5. 学生能够树立正确的价值观，关注我国电子技术的发展，培养良好的学习态度。
二、教学内容本课程依据课程目标，选择以下教学内容：1. 方波逆变电路原理：讲解方波逆变电路的基本工作原理，包括电路结构、关键元件的作用及其工作过程。
2. 方波逆变电路关键参数计算：介绍方波逆变电路中关键参数的计算方法，如输出电压、输出功率、开关频率等。
3. 方波逆变电路设计方法：分析不同应用场景下方波逆变电路的设计方法，结合教材相关章节，进行实例讲解。
4. 方波逆变电路应用案例分析：通过分析实际工程中的方波逆变电路案例，使学生了解其在实际应用中的优势和局限。
5. 方波逆变电路实践操作：指导学生使用相关软件和仪器设备进行方波逆变电路的设计与调试，提高学生动手实践能力。
方波三角波发生电路的设计及仿真
长春理工大学国家级电工电子实验教学示范中心学生实验报告■一一_______ 学年第___________ 学期实验课程_________________________ 实验地点_________________________ 学院______________________ 专业______________________ 学号______________________姓名______________________r 学习用集成运算放大器构成的方波和三角波发生电路的设计方法。
2、学习方波和三角波发生电路主要性能指标的测试方法。
二、 实验原理1. 方波和三角波发生电路型式的选择由集成运放构成的方波和三角波发生器的电路型式较多，但通常它们均由滞回比较器和积分电 路组成。
按积分电路的不同，又可分为两种类型：一类是由普通RC 积分电路和滞回比较器所组成, 另一类由恒流充放电的积分电路和滞回比较器所组成。
简单的方波和三角波发生电路如图34所示。
其特点是线路简单，但性能较差，尤英是三角波 的线性度很差.负载能力不强匚该电路主要用作方波发生器，当对三角波要求不髙时.也可选用这 种电路。
更常用的三角波和方波发生电路是由集成运放组成的积分器与滞回比较辭组成，如图3・2所示。
由于采用了由集成运放组成的积分器，电容C 始终处在恒流充、放电状态，使三角波和方波的性能 大为改善，不仅能得到线性度较理想的三角波，而且也便于调右振荡频率和幅度。
R4 1 2 500R14 8 10KR2 8 120KR3 9 1100DZ1 1 10 DMOD DZ2 0 10 DMODVCC 5 0 DC 12VEE 6 0 DC -12XI 0 2 5 6 4 UA741X2 8 0 5 6 9 UA741Cl 2 4 1U.MODEL DMOD D IS=2E-14 RS=3 BV=4.85 IBV=1UA.LIB EVAL.UB*V4 4 0 1*.DC V4 -5 5 0.01*.DC V4 5 -5 0.01.TRA5US 12MS.PROBE.END运行.TRAN语句，可获得:Tire图3-3 输出方波电压波形图3・4 输出三角波电压波形输出三角波电压波形参考的输入网单文件如下：A drvieR4 1 2 500R14 8 10KR2 8 120KR3 9 1100DZ1 1 10 DMODDZ2 0 10 DMODVCC 5 0 DC 12VEE 6 0 DC -12XI 0 2 5 6 4 LM324X2 8 0 5 6 9 LM324C1 2 4 1U.MODEL DMOD D IS=2E-14 RS=3 BV二 4.85 IBV=1UA.LIB EVAL.UB*V4 4 0 1*.DC V4 •5 5 0.01*.DC V4 5 -5 0.01.TRAN 5US 12MS.PROBE.END因为LM324具有电源电压范围宽的特点，所以T变小了•减小了频率的调右范【悅2、R3的作用是什么?增大其值是否可以？R3是稳压管的限流电阻，R3的阻值是由稳压管Dz来确定的.所以可以根据Dz的情况来增大。
正弦波方波三角波发生电路模拟电子技术课程设计
苏州科技学院电子与信息工程学院模拟电子技术课程设计报告课设名称模拟电子技术基础学生姓名吴森林学号1220108107 同组姓名陈康学号1220108108 专业班级电科1211指导老师叶晓燕设计一个正弦波-方波-三角波发生电路（1）正弦波-方波-三角波的频率在100HZ~20KHZ范围内连续可调；（2）正弦波-方波的输出信号幅值为6V。
三角波输出信号幅值为0~2V连续可调（3）正弦波失真度 ≦5%一设计实验目的（1）掌握电子系统的一般设计方法（2）掌握模拟IC器件的应用（3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试，进一步完善理论设计（4）通过查阅手册和文献资料，熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用元器件的原则（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法，能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题（6）学会撰写课程设计报告（7）培养实事求是，严谨的工作态度和严肃的工作作风（8）培养综合应用所学知识来指导实践的能力（9）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力二设计原理（*）用分立元件设计。
1.1 原理框图（1）电路系统设计：一，正弦波发生器：（一）、根据已知条件和设计要求，计算和确定元件参数。
并在实验电路板上搭接电路，检查无误后接通电源，进行调试。
（二）、调节反馈电阻R4，使电路起振且波形失真最小，并观察电阻R4的变化对输出波形V o的影响。
（三）、测量和调节参数，改变振荡频率，直至满足设计要求为止。
测量频率的方法很多。
如直接测量法（频率计，TDS系列数字示波器均可）；测周期计算频率法，以及应用李沙育图形法等等。
测量时要求观测并记录运放反相、同相端电压V N、V P和输出电压V o波形的幅值与相位关系，测出f0,算出A vf与Fv二，方波——三角波发生器：（1）、根据已知条件和设计要求，计算和确定元件参数。
方波发生电路ProteusCadence课设讲解
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 方波发生电路初始条件：计算机、Proteus软件、Cadence软件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、课程设计工作量：1.5周2、技术要求：（1）学习Proteus软件和Cadence软件。
（2）设计一个方波发生电路。
（3）利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版，用Proteus软件对该电路进行仿真。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
时间安排：2015.1.12做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。
2015.1.12-1.15学习Proteus软件和Cadence软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。
2015.1.16-1.20对方波发生电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。
2015.1.21 提交课程设计报告，进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................. I I 1绪论 (1)2方案论证 (2)3利用Proteus软件进行电路设计及仿真 (5)4利用Cadence软件进行电路设计及PCB绘制 (8)4.1电路原理图设计 (8)4.2 PCB设计 (9)5心得体会 (13)参考文献 (14)摘要方波是一种非正弦曲线的波形，方波的频率成分非常丰富，含有大量的谐波，有频率、周期、幅度、占空比等技术指标，能够产生方波的电路结构称为方波发生器，方波发生器常称为多谐振荡器。
方波逆变电路
《电力电子系统的计算机仿真》综合训练题目：方波逆变电路的计算机仿真院系：电信学院专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：时间：2011.12.18电力电子技术是综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科的知识，是一门实践性和应用性很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来的了一定的复杂性和困难，因此一般常用波形分析的方法来研究。
本文就基于MATLAB软件，利用MATLAB软件中的Simulink库具有模拟、数字混合仿真功能、具备大量的模拟功能模型和系统分析的能力，进行方波逆变电路的计算机仿真分析，设计了一单相桥式方波逆变电路，和一三相桥式方波逆变电路。
单相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电源为300V，电阻负载，电阻1欧姆，电感2mH。
三相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电源为530V，电阻负载，负载有功功率1KW，感性无功功率0.1Kvar。
完成上述桥式方波逆变电路的设计，并进行计算机仿真，观察输出电压波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
关键词：方波逆变器 IGBT开关器件 MATLAB计算机仿真前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I 第一章 MATLAB仿真软件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11.1 MATLAB简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11.2 Simulink简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31.2.1Simulink的功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 第二章 IGBT开关器件简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42.1 IGBT的结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52.2IGBT的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 第三章主电路图工作原理说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1 逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.2 逆变电路的基本工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.3 电压型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.4 电流型逆变电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13 第四章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯164.1 单项桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯164.2 三相桥式方波逆变电路仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17 第五章总结体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23 第六章参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23第一章 MATLAB仿真软件1.1 MATLAB简介MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
方波逆变电路课程设计
方波逆变电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解方波逆变电路的基本原理和应用，掌握方波逆变电路的主要组成部分和工作原理，能够分析方波逆变电路的性能和特点。
通过本节课的学习，使学生能够运用所学知识解决实际问题，培养学生的动手能力和创新能力。
二、教学内容1.方波逆变电路的基本原理和应用2.方波逆变电路的主要组成部分和工作原理3.方波逆变电路的性能和特点4.方波逆变电路的设计和应用实例三、教学方法1.讲授法：讲解方波逆变电路的基本原理、主要组成部分、工作原理、性能和特点。
2.案例分析法：分析方波逆变电路的应用实例，使学生更好地理解方波逆变电路的实际应用。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手搭建方波逆变电路，观察其工作过程，培养学生的动手能力和实际操作技能。
四、教学资源1.教材：选用《电子技术》等相关教材，为学生提供系统、科学的理论知识。
2.参考书：提供《现代电子技术》等参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、flash动画等多媒体资料，形象生动地展示方波逆变电路的工作原理和应用。
4.实验设备：准备方波逆变电路实验套件，让学生亲自动手实践，提高实际操作能力。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的习题和实验报告，评估学生对方波逆变电路理论知识的掌握程度。
3.考试：安排一次期中考试，测试学生对方波逆变电路的理解和应用能力。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
通过评估，了解学生的学习情况，及时调整教学方法和策略。
六、教学安排1.教学进度：按照教材的章节安排，合理安排每个章节的教学内容和时间。
2.教学时间：安排每周两次课，每次90分钟，确保在有限的时间内完成教学任务。
3.教学地点：选择多媒体教室和实验室，方便学生观看演示和进行实验操作。
教学安排应合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。
方波逆变电路的计算机仿真课案
电力电子系统仿真题目：单相方波逆变电路仿真院系：电气工程学院班级：电气F1305 ________ 学号：201323010209学生姓名：蒋广敬_________单相方波逆变电路仿真实验步骤①设计一单相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT,直流电压为300V, 电阻负载，电阻1欧姆，电感2毫亨。
根据上述要求完成主电路设计。
②完成上述单相桥式方波逆变电路的计算机仿真，观察输出电压波形。
系统输入电流波形，电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
仿真软件简介MATLAE是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国MathWorks公司于1984年正式推出，1988年推出3.X (DOS版本，1992年推出4.X(Windows)版本；近几年来，Mathworks公司将MATLAB©言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。
MATLAB 已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用而且必不可少的工具。
MATLAB时“矩阵实验室” (Matrix Laboratory )的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。
在MATLAB^，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数，所有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。
MATLAB 主要包括MATLA昏口Simulink 两大部分。
MATLAB口Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB^解算问题要比用C, FORTRA等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork 也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLA成为一个强大的数学软件。
模电课程设计---方波—三角波发生器设计与仿真
课程设计任务书学院信息工程学院班级姓名设计起止日期2012年7月9日—7月13日设计题目：方波—三角波发生器设计与仿真设计任务（主要技术参数）：1.主要技术参数（已知条件）根据要求设计一个方波—三角波发生电路，频率：100Hz-1000Hz；幅度：≧2V2.利用软件画出电路原理图并仿真3.编写设计说明书指导教师评语：成绩：签字：年月日一、课程设计的目的1.《低频电子线路》是学习理论课程之后的实践教学环节。
目的是通过解决比较简单的实际问题巩固和加深在《低频电子线路》课程中所学的理论知识和实验技能。
训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写报告等工作。
使学生初步掌握模拟电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。
2.课程设计的基本要求通过课程设计了解模拟电路基本设计方法，加深对所学理论知识的理解。
完成指定的设计、安装、调试任务，初步掌握测试结果分析和撰写设计报告的方法。
具体要求如下：（1）明确设计任务对设计任务进行具体分析，充分了解性能、指标、内容及要求，明确应完成的任务。
（2）方案选择与论证通过查阅资料对不同的设计方案进行比较论证，根据现有的条件选择合适的设计方案，力争作到合理，可靠，经济，先进，便于实现，绘制出整体框图。
（3）单元电路设计确定各个单元的电路结构，计算元件参数（写出主要计算过程和公式），选择器件。
（4）绘制原理图绘制完整的原理图，在图中标明主要测试点及理想情况下的参数值（或波形），列出元件表。
有条件是应会用protel DXP等EDA设计工具绘制原理图并进行仿真。
（5）制定测试方案根据实验室现有条件选择测试用的实验设备（列出所需设备表），绘制出实际电路连接草图，拟定测试步骤并设计好数据记录表格。
（6）测试验证根据拟定的测试步骤进行测试验证，记录测试结果。
动态电路的计算机仿真分析（方波电源）
动态电路的计算机仿真分析（方波电源）例1一阶电路（时钟源频率为2000Hz,占空比为50%，电压为10V,R=1k, C=1000uF）如图1所示，1、示波器接信号源观察方波信号，熟悉信号源和示波器的调节方法（示波器：选择自动触发方式，调节合适的X轴刻度、Y轴刻度、触发电平，使输入输出稳定）2、关断仿真开关。
连接一阶电路，设定各元件参数3、测量时间常数。
观测通道B的输出波形，减小Timebase的Scale值，使波形在x轴方向尽量地扩展。
将游标1置于输出波形的（零状态响应）起点，移动游标2 使VB2-VB1读数等于或非常接近6.32V，则T2-T1的读数就是时间常数4、改变方波的周期为0.5τ、τ、2τ、10τ、20τ，观察输出波形的变化。
5、根据上一次实验的参数，完成仿真，比较分析实验数据和仿真数据。
实验报告要求：1.不同τ值下的输出波形2.结合上一次实验数据分析信号源的内阻影响。
3.给出仿真及测量线路图。
图1 一阶电路原理图例2：二阶电路的仿真：f=5KHz，5V, R=2.2KΩ，L=1mH，C=2.2uF如图2所示，图2 二阶电路原理图1、观察RLC串联电路的方波响应2、调节示波器使输出波形稳定后，敲击a键使电位器的阻值按5%的速度减少，或按下Shift+a键，使电位器的阻值按5%的速度增加，观察欠阻尼、临界阻尼和过阻尼时Uc 波形的变化以及相应的阻值。
3、请自己查找资料，运用运放电路设计一个有源的L器件，替换电路中的L元件，改变L的值，用示波器观察欠阻尼、临界阻尼和过阻尼振荡情况下的波形。
实验报告要求：1.给出仿真及测量线路图。
2.记录实验要求的各项输出波形。
3.说明有源L器件的设计原理，给出线路图。
思考题：如何维持LC的能量？最简单的电路如何搭建？如果采用负阻器，如何设计仿真电路?频率特性与滤波器1、掌握用波特仪测量电路频率特性的方法2、学习滤波器截频及谐振电路的谐振参数的测量3、建立RC高、低通仿真电路。
方波逆变
《电力电子电路的计算机仿真》综合训练报告班级电气9班姓名学号专业电气工程及其自动化指导教师陈伟2012年 12 月 19日前言电力电子技术是综合了电子电路,电机拖动,计算机控制等多学科的知识,是一门实践性和应用性很强的课程,由于电力电子器件自身的开关的非线性,给电力电子电路的分析带来一定的复杂性和困难,因此一般用波形分析的方法来研究,本文就是基于MATLAB软件中的Simulink库具有模拟，数字混合仿真功能，具备大量的模拟功能模型和系统分析的能力，进行方波逆变电路的计算机仿真分析。
本文设计了一单相桥式方波逆变电路和一三相桥式方波逆变电路。
单相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电源为300V，电阻负载，电阻1欧姆，电感2mh。
三相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电源为530V，电阻负载，负载有功率1KW,感性无功功率0.1Kvar。
完成上述桥式方波逆变电路的设计，并进行计算机仿真，观察输出电压波形、系统输入电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
关键词：方波逆变器； IGBT开关器件；计算机仿真目录第1章MATLAB仿真软件简介 (3)1.1MATLAB简介 (3)1.2 Simulink简介 (4)1.2.1 Simulink的功能 (4)第2章IGBT开关器件简介 (5)2.1 IGBT的结构 (5)2.2 IGBT的工作原理 (6)第3章主电路图工作原理说明 (8)3.1电力电子器件 (8)3.2 逆变电路 (8)3.3 逆变电路的基本工作原理 (9)3.4 电压型逆变电路 (9)第4章方波逆变电路的计算机仿真模型的建立 (16)4.1单项桥式方波逆变电路仿真 (16)4.2 三相桥式方波逆变电路仿真 (19)第6章参考文献 (26)第1章 MATLAB仿真软件简介1.1MATLAB简介MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
方波逆变仿真
单相全桥逆变电路仿真一、仿真建模本次实验采用matlab 对电路进行仿真，利用Simulink 里的模块来构建它的仿真模型图。
在这次电力电子仿真的过程中，主要用到了Simulink 里的特殊工具库——电力系统模型库，它是专门用于解决电路、电力电子、电机等系统的仿真和分析，其中包含7个子库：连接模型库、电源模型库、元件模型库、附加模型库、电机模型库。
测量模型库、电力电子模型库。
建立一个仿真模型的新文件，按照方波逆变电路原理图，从电力系统模型库（SimPowerSystems ）中选取合适的模块放到仿真平台上，并将各模块连接起来，组成仿真电路模型，如图1所示。
Continuous powerguii +-i signal THDTotal Harmonic DistortionSeries RLC BranchScope1ScopePG4PG3PG2PG12MultimetergmCEIGBT2gmCEIGBT1gmCEIGBT/Diode4gmCEIGBT/Diode3signalm agnitude angleFourier127.1Display10.484DisplayDCu i图1单相全桥逆变仿真电路模型二、参数设置（1）直流电源电压设为100v 。
（2）触发脉冲PG1的参数如上图所示。
PG2、PG3、PG4的Phase delay 依次设为0.01、0.01、0，其余参数和PG1相同。
（3）负载参数 电阻设为1，电感设为0.002（负载参数可以改变）（4）开始仿真时间设为0，停止仿真时间设为0.1s ，数值算法采用ode45tb 三、仿真结果1、触发脉冲的波形 下图为PG1--PG4的波形2、负载波形及其谐波分析利用powergui 里边的FFT 对上述电流波形进行快速傅立叶分析。
在方波逆变中，只用电源电压和负载可以改变。
因此，谐波含量的分析分别从电压和负载着手。
（1）负载为电阻性负载时：设R=1.此时电压和电流波形相同，如下图所示量可由下图得出。
方波逆变
《电力电子系统的计算机仿真》姓名：李龙学号： 07230418班级：电气四班指导老师：陈伟专业：电气工程及其自动化时间：2010-11-29方波逆变电路的计算机仿真前言：电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用性很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析的方法来研究。
仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。
我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。
掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。
实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，也受到学时的限制。
而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。
仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
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。
关键词：SPWM；PWM；逆变器；谐波；FFT分析目录：1主电路图工作原理说明1．1单相桥式脉宽调制(PWM)逆变电路1.2三相桥式逆变电路1.3 PWM控制的基本原理1.4 PWM逆变电路及其控制方法2仿真模型的建立2.1单极性SPWM触发脉冲波形的产生：仿真图如下所示。
2.2 双极性SPWM触发脉冲波形的产生2.3单极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路仿真及分析2.3.1单极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路2.3.2 双极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路2.3.3 单极性和双极性SPWM控制方式下的单相桥式逆变电路比较分析3 总结4参考文献5体会1主电路图工作原理说明1．1单相桥式脉宽调制(PWM)逆变电路结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。
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电力电子系统仿真题目：单相方波逆变电路仿真院系：电气工程学院班级：电气F1305学号：201323010209学生姓名：蒋广敬单相方波逆变电路仿真实验步骤①设计一单相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电压为300V，电阻负载，电阻1欧姆，电感2毫亨。
根据上述要求完成主电路设计。
②完成上述单相桥式方波逆变电路的计算机仿真，观察输出电压波形。
系统输入电流波形，电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。
仿真软件简介MATLAB 是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国MathWorks公司于1984年正式推出，1988年推出3.X（DOS）版本，1992年推出4.X(Windows)版本；近几年来，Mathworks公司将MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。
MATLAB 已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用而且必不可少的工具。
MATLAB时“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。
在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数，所有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。
MATLAB主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。
主电路图工作原理说明1电力电子器件IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)是复合型半导体电力电子开关器件，其输入控制部分为MOSFET，输出级为双极性三级晶体管，因此兼有MOSFET 和电力晶体管的优点：高输入阻抗，电压驱动控制、驱动功率小，开关速度快、工作效率可达10-40kHZ（比电力晶体管高），饱和压降低，电压、电流容量较大，安全工作范围较宽，可以制成更高电压、电流等级的电力电子设备。
IGBT有三个电极：栅极G、发射极E和集电极C。
输入部分是一个MOSFET 管，输出部分是一个PNP三极管V1，此外还有一个内部寄生的三极管V2（NPN 管）在NPN晶体管V2的基极与发射极之间有一个体区电阻Rbr。
CGEMOSFET由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT 消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT 高出很多。
IGBT较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，与同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化 IGBT驱动器的原理图。
当栅极G与发射极E之间外加电压Uge=0时，MOSFET管内无导电沟道，其调制电阻Rdr。
可视为无限大，Ic=0，MOSFET处于断态。
在栅极G和发射极E之间外加控制电压Uge ，使MOSFET 管导电沟道变宽，相当于使调制电阻Rdr变小，也就改变了输出晶体管V1的基极电流，控制了IGBT管集电极电流Ic 。
当Uge足够大时，V1饱和导通，则IGBT进入通态。
一旦撤除Uge ，即Uge=0，则MOSFET从通态转入断态，V1截止，IGBT从通态转入断态。
2 逆变电路逆变电路是电力电子交换电路的四种基本形式之一，又称为直—交变换器，它是能将直流电变换成交流电的电路。
当交流侧接交流电路时，称为有源逆变电路；当直流电变换为交流电后直接向非电源负载供电时，称为无源逆变电路。
2.1逆变电路的分类●按主电路结构的不同和输出相数分为单相和三相逆变电路。
●按逆变电路直流侧电源性质分为电压型逆变电路和电流型逆变电。
电压型逆变电路输入端接有大电容，形成平稳的直流电压，电流型逆变电路的输入端接有大电感，形成平稳的直流电流。
●按输出交流电压的性质分为恒频恒压正弦波逆变电路、方波逆变电路、变频变压逆变电路和高频脉冲电压逆变电路。
●按主电路中所用的开关器件的换流方式分为硬开关逆变电路、负载换流逆变电路和准谐振逆变电路。
2.2逆变电路中器件的换流方式◆器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流的方式称为器件换流。
◆电网换流：由电网提供换流电压的称为电网换流。
◆负载换流：由负载提供换流电压的称为负载换流。
◆强迫换流：用附加电容上所存储的能量来实现的称为强迫换流。
3 电压型逆变电路逆变电路按直流电源性质分为两种：电压型逆变电路或电压源型逆变电路，电流型逆变电路或电流源型逆变电路。
图3-1电路的具体实现。
图3-1 电压型逆变电路举例（全桥逆变电路）电压型逆变电路的特点：(1) 直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。
(2) 输出电压为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
(3) 阻感负载时需提供无功。
直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
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（1）单相电压型逆变电路1、半桥逆变电路电路结构：见图3-2工作原理：V 1和V2栅极信号各半周正偏、半周反偏，互补。
uo为矩形波，幅值为Um=Ud/2，i o 波形随负载而异，感性负载时，图5-6b，V1或V2通时，io和uo同方向，直流侧向负载提供能量，VD1或VD2通时，io和uo反向，电感中贮能向直流侧反馈，VD1、VD2称为反馈二极管，还使io连续，又称续流二极管.图3-2 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形优点：简单，使用器件少缺点：交流电压幅值Ud/2，直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均衡，用于几kW以下的小功率逆变电源。
单相全桥、三相桥式都可看成若干个半桥逆变电路的组合。
2、全桥逆变电路电路结构及工作情况：图3-3，两个半桥电路的组合。
1和4一对，2和3另一对，成对桥臂同时导通，交替各导通180°。
uo 波形同图3-4b。
半桥电路的uo，幅值高出一倍Um=Ud。
i o 波形和图3-4b中的io相同，幅值增加一倍，单相逆变电路中应用最多的。
输出电压定量分析uo成傅里叶级数基波幅值基波有效值uo为正负各180º时，要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现。
移相调压方式（图3-3）。
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180º正偏，180º反偏，且V1和V2互补，V3和V4互补关系不变。
V3的基极信号只比V1落后q ( 0<q <180º)，V3、V4的栅极信号分别比V2、V1的前移180º-q，uo成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值。
图3-3 单相全桥逆变电路的移相调压方式单相方波逆变电路的计算机仿真模型的建立1单项桥式方波逆变电路仿真设计要求：设计一单项桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电压为300V，电阻负载，电阻一欧姆，电感2mh。
设计上述要求完成主电路设计。
单项桥式方波逆变电路参数设定：图4-2当负载为阻感性负载时：3 单相桥式方波逆变电路仿真图形电压电流波形：图4-5 电压电流波形◆波形分析：当负载为纯阻性负载时，电压电流波形一样，为方波.图4-7 电流电压波形◆波形分析：当负载为阻感性负载时，由于电感有储能作用，所以电流的波形不是方波，形似正弦波。
总结通过6周的电力电子仿真课程及实验，我学到了很多知识。
我们使用了MATLAB软件，由于距上次使用MATLAB已经有很长时间了，为了再次熟悉这款软件的各种使用方法，我查阅了很多资料，所以我对这款软件有了更深入的了解。
学习此课程最大的收获就是不光要了解课本知识，还要善于利用各种工具来获得所需要的资源，并且加深了对各种知识的理解，也对以后工作中的应用积累了经验。
由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完实验课，那些问题就迎刃而解了，而且还可以记住很多东西。
10。