单相单,双极性SPWM仿真课设
双极性SPWM电力电子课程设计
双极性SPWM电力电子课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握双极性SPWM电力电子的基本原理、特点和应用，具备分析和设计双极性SPWM电力电子电路的能力。
具体包括：1.知识目标：（1）了解双极性SPWM电力电子的基本原理和工作方式。
（2）掌握双极性SPWM电力电子的主要特点和性能指标。
（3）熟悉双极性SPWM电力电子电路的应用领域。
2.技能目标：（1）能够分析双极性SPWM电力电子电路的工作原理。
（2）具备设计双极性SPWM电力电子电路的能力。
（3）能够运用双极性SPWM电力电子技术解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对电力电子技术的兴趣和热情。
（2）增强学生对双极性SPWM电力电子技术的认同感。
（3）培养学生严谨、细致的科学态度。
二、教学内容根据教学目标，本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.双极性SPWM电力电子的基本原理：介绍双极性SPWM电力电子的工作原理、电路结构及其工作方式。
2.双极性SPWM电力电子的主要特点和性能指标：阐述双极性SPWM电力电子的特点、性能指标及其优缺点。
3.双极性SPWM电力电子电路的应用领域：介绍双极性SPWM电力电子技术在各个领域的应用实例。
4.双极性SPWM电力电子电路的设计与分析：讲解双极性SPWM电力电子电路的设计方法，分析实际电路中的关键参数。
5.实践操作与实验：安排实验环节，使学生能够动手实践，加深对双极性SPWM电力电子技术的理解和掌握。
为了达到教学目标，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解双极性SPWM电力电子的基本原理、特点和应用，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生进行课堂讨论，引导学生思考和分析双极性SPWM电力电子技术的问题。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解双极性SPWM电力电子技术的应用。
4.实验法：安排实验环节，让学生动手实践，提高实际操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
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。
单相逆变器仿真研究课程设计
单相逆变器仿真研究1概述随着各行各业自动化水平及控制技术的发展和其对操作性能要求的提高，许多行业的用电设备（如通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器等）都不是直接使用交流电网作为电源，而是通过形式对其进行变换而得到各自所需的电能形式，它们所使用的电能大都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。
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、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，就需要逆变。
另外，交流电机调速变频器、UPS、感应加热电源等使用广泛的电力电子装置，都是以逆变电路为核心。
本文以单相DC-AC逆变器为研究对象，设计了一种基于全桥式结构的SPWM逆变器。
以TI公司低功耗16位单片机MSP30FX169为核心，根据反馈的电压或电流信号对PWM 波形作出调整，进行可靠的双闭环控制，逆变部分采用MSP430数字化SPWM控制技术，以尽可能减少谐波。
为降低开关损耗，防止产生噪声，将开关频率设置为20KHZ。
系统具有短路保护，输入过压和过流保护功能，针对开关管，还完善了抑制浪涌电流，开断缓冲和关断缓冲等功能。
设计的硬件电路主要包括全桥式逆变主电路、控制电路、驱动电路、取样电路、保护电路等。
重点分析了SPWM控制算法，并给出了软件实现SPWM波形的过程。
采用无差拍控制和传统的PI控制方法相结合的复合控制方法，既利用了无差拍控制的快速动态响应特性，又利用了PI控制具有强的鲁棒性，据此设计的控制器能够使逆变器的输出电压很好地跟踪正弦波，在电容性整流负载下输出电压也具有很好的正弦性，在MATLAB/SIMULINK下建立了电源系统的仿真模型，完成了控制器的参数设计，并给出电源在不同负载下和主电路滤波器参数变化下的输出电压仿真波形，证明了本方案设计的逆变器能够得到优质的正弦交流电。
2方案论证2.1主回路拓扑结构方案选择逆变电源主电路结构的选取应该遵循以下几个原则：选用尽量少的开关器件，这样可以提高系统的可靠性，并且降低成本；尽量减少逆变电源中的电容值、电感值，和减少电容电感元件在逆变电源中的数量，这样可以减小整个逆变电源设备的体积，提高其可靠性，同时也应该降低设备的成本；电路拓扑结构应该有利于逆变电源最终输出电压中谐波的消除，输出电压频率及幅值的调节。
单、三相双极性SPWM逆变电路
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22日一、实验名称：单、三相双极性SPWM逆变电路MATLAB仿真二、目的及要求了解并掌握单、三相双极性SPWM逆变电路的工作原理； 2.进一步熟悉MATLAB中对Simulink的使用及模块封装、参数设置等技能； 3.进一步熟悉掌握用MA TLAB绘图的技巧。
三、实验原理1.单相双极性SPWM逆变的电路原理2、单相双极性SPWM逆变电路工作方式单相桥式逆变电路双极性PWM控制方式：在Ur的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM波也有正有负，其幅值只有±Ud两种电平。
同样在调制信号Ur和载波信号Uc 的交点时刻控制器件的通断。
Ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
当Ur>Uc时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号。
如I0>0，V1和V4通，如I0<0，VD1和VD4通，U0=Ud 。
当Ur<Uc时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号。
如I0<0，V2和V3通，如I0>0，VD2和VD3通，U0=-Ud 。
这样就得到如下所示的双极性的SPWM波双极性SPWM控制方式波形3.三相双极性SPWM逆变的电路原理图三相SPWM逆变电路4、三相双极性SPWM逆变电路工作方式为：四、实验步骤及电路图1、建立单相双极性SPWM逆变电路MA TLAB仿真模型。
以下分别是主电路和控制电路（触发电路）模型：2、单相双极性SPWM逆变电路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，三角载波必须依次交替输出正三角波和负三角波，这可以通过让三角载波同与之周期相同的、依次交替输出1和-1的矩形波相乘实现。
【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。
单双极性SPWM单相桥电压型逆变电路课程设计前言
前言电力电子应用技术综合了微电子、电路、电机学、自动控制等多科学知识，是电能变换与控制的核心技术，在工业、能源、交通、国防等各个领域发挥着越来越重要的作用。
然而，由于电力电子器件所固有的非线性特性，使得对电力电子电路及系统的分析十分困难。
现代计算机仿真技术通过在计算机平台上模拟实际的物理系统，为电力电子电路及系统的分析提供了有效的方法，大大简化了电力电子和传动系统的分析与设计过程，成为研究电力电子应用技术的重要手段。
计算机仿真需要用数学模型代替实际的电力电子装置，通过数值方法求解数学方程，获得电力电子电路及系统中各状态变量的运动规律。
但是，复杂的数学模型、数值计算及编程过程依然需要耗费巨大的工作量，阻碍了计算机仿真技术在工程中的应用。
为此，出现了PSPICE、SABER、MATLAB等适用于电力电子电路及系统的专用仿真软件。
这些软件将各种功能子程序模块化，提供了完善的部件模型，用户只需简单的操作便可完成给定系统的仿真。
目前，MATLAB已涉及通信、信号处理、电气工程、人人工智能等诸多领域。
MATLAB中提供的“SimPowerSystems”，是进行电力电子系统仿真的理想工具，SimPowerSystems中的模型关注器件的外特性，易于与控制系统相连接。
SimPowerSystems 模型库中包含常用的电源快、电力电子器件模块、电机模型以及相应的驱动模块、控制和测量模块，使用这些模块进行电力电子电路系统、电力系统、电力传动等的仿真，能够简化编程工作，以直观易用的图形方式对电气系统进行模拟描述。
直流-交流（DC-AC）变换电路，又称为逆变器(inverter)，能够将直流电能转换为交流电能。
逆变电路可做多种分类，按功率器件可分为半控器件逆变电路和全控器件逆变电路。
前者采用晶闸管器件，负载换流或者外接电路强制换流，正逐渐被采用GTO、IGBT等器件的全控器件逆变器所代替。
按直流电源形式可分为电压源逆变器和电流源逆变器。
单极性SPWM逆变电路电力电子课设
电力电子技术课程设计单极性SPWM单相桥式逆变电路的设计与仿真院、部：电气信息工程学院学生姓名：李旺指导教师：杨万里职称助教专业：自动化班级：1401班学号：1430740107完成时间：2017.6湖南工学院电力电子技术课程设计课题任务书学院:电气与信息工程学院专业：自动化摘要20世纪80年代以来，信息电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型的电力电子器件，典型代表有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管。
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、载波度对输出波形的影响。
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:PWM控制技术；逆变电路；单极性SPWM；SimulinkAbstractSince 1980s, the electronic information technology and power electronics technology combined to produce a generation of high frequency phase in their development, full controlled power electronic devices, a typical gate turn off thyristor, power transistor, power MOSFET and insulated gate bipolar transistor.The inverter circuit is one of the most important applications of PWM control technology. Here in the theoretical basis of the single-phase bridge inverter circuit of the PWM, the simulation model of PWM inverter using Matlab visual simulation tool Simulink to establish the single-phase bridge unipolar control mode, through dynamic simulation, studied the modulation depth, the carrier frequency of the output voltage. Influence of load current; and analyzes the harmonic characteristics of output voltage, load current. The simulation results show that the model is correct, and it is proved that the model is fast, flexible, convenient, intuitive and a series of characteristics, so as to power electronic technology teaching Study and research provides an effective tool.Key words:PWM control technology; inverter circuit; SPWM waveform; Simulink目录1绪言 (1)1.1电力电子技术的概况 (1)1.2课程学习情况简介 (1)1.3设计要求及总体方案设计 (2)2主电路设计 (3)2.1主电路原理图及原理分析 (3)2.2器件选择及参数计算 (4)3控制与驱动电路设计 (5)3.1控制电路设计 (5)3.2驱动电路设计 (6)4保护电路设计 (7)4.1过电流保护 (7)4.2过电压保护 (7)5仿真分析 (8)5.1仿真软件介绍 (8)5.2仿真模型的建立 (8)5.3仿真结果分析 (10)6设计总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (16)1绪言1.1电力电子技术的概括随着电力电子技术的高速发展，逆变电路的应用非常广泛，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当我们使用这些电源向交流负载供电时，就需要用到逆变电路了。
基于Matlab的单相双极性spwm逆变电路仿真报告
基于Matlab的单相双极性spwm 逆变电路仿真报告单相双极性SPWM桥式逆变电路实验报告学院：电气与电子工程班级：xxxxx 姓名：xx一、理论介绍SPWM控制技术是逆变电路中应用最为广泛的PWM型逆变电路技术。
对SPWM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SPWM控制电路的工作原理进行了分析，运用MATLAB中的SIMULINK 模块对电路进行了仿真，给出了最终仿真波形。
SPWM(Sinusoidal PWM)法是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM法.前面提到的采样控制理论中的一个重要结论: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. （此处采用等面积法）SPWM法就是以该结论为理论基础,用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断,使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等,通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值.二、主电路设计分析根据设计要求，采用单相全桥PWM逆变电路，工作方式为单极性PWM方式，开关器件选用IGBT，直流电源电压为200V,电阻电感负载。
设计主电路图如图一所示。
图一单相桥式PWM逆变电路分析：a、主电路采用IGBT作为开关器件的单相桥式电压型逆变电路。
采用负载为阻感负载，工作时V1和V2的通断状态互补，V3和V4的通断状态也互补。
在输出电压u0的正半周，让V1保持通态，V2保持断态，V3和V4交替通断。
当uco>utri，且-uco<utri ，触发VTA+和VTB-导通，输入电源Ud经过VTA+、负载和VTB-构成电流回路，uo=-Ud，电流上升；当uco<utri，使VTA+断开，触发VTA-，但由于是感性负载，电流不能突变，因此负载电流经VDA-和VTB-续流，使VTA-不能导通，uo=0，同时电流下降；当uco>utri，且-uco<utri ，触发VTA+和VTB-导通，输入电源Ud经过VTA+、负载和VTB-构成电流回路，uo=-Ud，电流上升；当-uco>utri，使VTB-断开，触发VTB+，由于是感性负载，电流不能突变，因此负载电流经VTA+和VDB+续流，使VTB+不能导通，uo=0，同时电流下降；直至下一个周期触发VTA+和VTB-导通。
电机调速课设实验大纲及报告-单相PWM、SPWM脉宽调制波形发生电路的研究
成绩专业综合实验实验报告院（系）名称自动化科学与电气工程学院专业名称学生学号学生姓名指导教师2015年12月1实验大纲部分实验一单相PWM、SPWM脉宽调制波形发生电路的研究实验时间2015.12.8 同组同学一、实验目的1. 了解单相PWM、SPWM波形发生电路的工作原理。
2. 熟悉单相PWM、SPWM波形发生电路的一般特点。
3. 熟悉DT03单元的使用方法，为后续实验操作做准备。
二、实验内容用示波器观察触发电路各测试点，记录各点波形，分析电路的工作原理。
三、实验系统组成单相PWM、SPWM波形发生器面板如图1所示。
图 1.1 单相PWM、SPWM波形发生器面板图中P+、P-为两路相位互差180°的PWM或SPWM波形输出端口；A、A1、B 为同步信号引入端；M 为信号输出供单相调功电路使用；PM、PA 是给软开关实验中辅管脉冲输出端；IN1、IN2 为两路脉冲功率放大电路的输入端口，一般对应将P＋、P－信号输出引入其端口，通过放大输出。
DT03 单元为多功能波形发生器电路，可以实现PWM 波形发生、SPWM 波形发生以及单相调功电路的可控宽度脉冲列的产生等。
电路中包含三角波发生器、正弦波发生器、直流电压给定、死区生成电路、软开关控制脉3冲生成电路、调功控制脉冲生成电路以及脉冲功率放大电路等。
四、实验原理1. PWM波形检测本实验采用三角波调制，以三角波为载波，与调制波信号进行比较输出不同宽度的脉冲。
开关S1拨向下时，DT03单元中的两运放的正向、反向输入端分别接三角波发生器及电位器，但接入的极性相反。
当运放正向输入端电压高于反向输入端电压时，运放输出高电平，反之输出低电平。
故当两运放的三角波及参考电压接入极性相反时，输出P+、P-的波形为两路相位互差180°的PWM信号。
调节参考电压的大小可改变输出PWM 信号的占空比。
在Multisim中的仿真电路及仿真波形如图2a, b, c所示，可见当三角波分别从两运放的正向、反向输入端且相同的参考电压从另一端输入时，输出为两路互差180°的PWM信号，调节参考电压大小可改变占空比。
单极性Spwm课程设计
单极性Spwm课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单极性SPWM（正弦波脉冲宽度调制）的基本概念，掌握其工作原理及数学表达方式。
2. 学生能够描述单极性SPWM在电力电子技术中的应用，如逆变器、电机调速等。
3. 学生能够通过分析单极性SPWM的波形特点，解释其对电机性能的影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，通过计算和实际操作，设计简单的单极性SPWM 控制电路。
2. 学生能够利用仿真软件对单极性SPWM波形进行模拟，观察并分析不同参数变化对波形及其影响。
3. 学生通过小组合作，动手搭建并测试单极性SPWM实验电路，提高实际操作能力和团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习单极性SPWM技术，培养对电力电子技术的兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 学生在小组合作中学会尊重他人，培养良好的团队协作精神和沟通能力。
3. 学生通过了解单极性SPWM在绿色能源中的应用，增强环保意识和责任感。
课程性质：本课程为电子信息工程及相关专业高年级的专业课程，旨在帮助学生掌握电力电子技术中的关键知识点。
学生特点：高年级学生已具备一定的电子技术和数学基础，具有较强的逻辑思维能力和实际操作能力。
教学要求：结合学生特点，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的动手能力和实际应用能力，使学生在掌握知识的同时，提升综合素养。
通过对课程目标的分解，使教学设计和评估更具针对性。
二、教学内容1. 单极性SPWM基本理论：- 正弦波脉冲宽度调制原理- 单极性SPWM的数学表达及推导- 单极性SPWM波形特点及其与电机性能的关系2. 单极性SPWM应用：- 逆变器、电机调速等电力电子设备中的应用- 单极性SPWM在新能源领域的应用案例3. 单极性SPWM控制电路设计：- SPWM控制电路的组成及工作原理- 参数计算与电路搭建方法- 仿真软件应用与实验操作指导4. 教学大纲：- 第一周：单极性SPWM基本概念及原理- 第二周：单极性SPWM数学表达及推导- 第三周：单极性SPWM波形特点及其应用- 第四周：单极性SPWM控制电路设计及仿真- 第五周：实验操作及小组报告5. 教材章节：- 教材第四章：电力电子技术基础- 教材第五章：正弦波脉冲宽度调制技术- 教材第六章：电力电子装置及其应用教学内容安排和进度：按照教学大纲，逐步开展理论教学和实验操作，每周安排一次课内讨论，以巩固所学知识。
单双极性SPWM单相桥电压型逆变电路课程设计双极性
四、建立双极性SPWM仿真模型双极性SPWM触发信号产生图：触发电路中三角载波（Triangle）参数设置：“Time V alues”为[0 1/fc/4 3/fc/4 1/fc]，“Output V alues”为[0 -1 1 0]。
对脉冲电路进行封装：双极性SPWM主电路：触发电路参数设置：Ud=300v，R=1欧，L=2mH五、进行双极性SPWM 仿真1、 仿真时间设为0.06s 键入MATLAB 语言命令：>> subplot(5,1,1)>> plot(a.time,a.signals(1).values) >> subplot(5,1,2)>> plot(a.time,a.signals(2).values) >> subplot(5,1,3)>> plot(a.time,a.signals(3).values) >> subplot(5,1,4)>> plot(a.time,a.signals(4).values) >> subplot(5,1,5)>> plot(a.time,a.signals(5).values)仿真结果如下：双极性SPWM 单相逆变器m=0.8，N=15时的仿真波形图 仿真结果分析：输出电压为双极性SPWM 型电压，脉冲宽度符合正弦变化规律。
交流电流较方波逆变器更接近正弦波形。
直流电流除含有直流分量外，还含有2倍基频的交流分量以及与开关频率有关的更高次谐波分量。
其中的直流部分是向负载提供有功功率，其余部分使得直流电源周期性吞吐能量，为无功电流。
对输出的交流电压进行FFT 分析，可得频谱图如图（1—3）所示。
基波幅值为240，与式U1m=mUd 相符。
谐波分布符合式 的规律，其SPWM 波中不含有低次谐波，只含有角频率为wc （对应15次谐波）及其附近的谐波，以及2wc 、3wc 等及其附近的谐波。
单双极性SPWM单相桥电压型逆变电路课程设计单极性
单双极性SPWM单相桥电压型逆变电路课程设计单极性单极性PWM控制方式调制信号ur为正弦波，载波uc在ur的正半周为正极性的三角波，在ur的负半周为负极性的三角波。
在ur的正半周，V1保持通态，V2保持断态。
当ur>uc时使V4导通，V3关断，uo=Ud。
当ur<uc时使V4关断，V3导通，uo=0。
在ur的负半周，V1保持断态，V2保持通态。
当ur<uc时使V3导通，V4关断uo=-Ud。
当ur>uc时使V3关断，V4导通，uo=0。
主电路在每个开关周期内输出电压在正和零（或负和零）间跳变，正、负两种电平不会同时出现在一个开关周期内，故称为单极性SPWM。
七、单极性SPWM调制分析载波比和调制深度的定义与双极性SPWM相同。
它不适于半桥电路，而双极性SPWM在半桥、全桥电路中都可以使用。
与双极性SPWM相同，在m<=1和fc>>f的条件下，单极性SPWM逆变电路输出的基波电压u1的幅值U1m满足如下关系：U1m=mUd即输出电压的基波幅值随调制深度m线性变化，故其直流电压利用率与双极性时也相同。
就基波性能而言，单极性SPWM和双极性SPWM完全一致，但在线性调制情况下它的谐波性能优于双极性调制：开关次整数倍谐波消除，值得考虑的最低次谐波幅值较双极性调制时小得多，所需滤波器也较小。
八、建立单极性SPWM仿真模型单极性SPWM触发信号产生图：为[101]。
对脉冲电路进行封装：触发电路中三角载波（Triangle）参数设置：“TimeValue”为[01/fc/21/fc]，“OutputValue”单极性SPWM主电路：触发电路参数设置：Ud=300v，R=1欧，L=2mH九、进行单极性SPWM仿真1、仿真时间设为0.06键入MATLAB语言命令：>>ubplot(4,1,1)>>ubplot(4,1,2)仿真结果如下：单极性SPWM单相逆变器m=0.8，N=15时的仿真波形图仿真结果分析：输出电压为单极性SPWM型电压，脉冲宽度符合正弦变化规律。
单相逆变器SPWM调制技术的仿真
单相逆变器SPWM调制技术的仿真课程设计(论文)任务书电气学院学院11电力牵引专业（3）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 2014年 6月 16日起至 2014年 6月 20 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MATLAB语言的基本知识和技能；（2）熟悉matlab下的simulink和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、参考文献等目录1.引言.......................................... - 8 -2.软件介绍...................................... - 9 -3.电力电子电路的仿真实验系统设计 ............... - 10 - 3.1实验系统总体设计 (10)3.2电力电子电路S IMULINK仿真，具有以下特点 (11)4.单相逆变器SPWM调制技术的仿真 ................ - 11 - 4.1单相逆变器SPWM调制电路的基本结构图.. (11)4.2单相逆变器SPWM调制电路的工作原理 (12)4.2.1 逆变器SPWM调制原理................... - 12 -4.2.2 SPWM控制方式......................... - 14 -4.3单相逆变器SPWM调制电路的S IMULINK模型. (16)4.3.1 单极性SPWM仿真的模型图................ - 16 -4.3.1 单极性SPWM仿真的模型图................ - 18 -4.4模型参数的设定模型仿真图及其分析.. (20)4.3.1 单极性SPWM仿真 ....................... - 20 -4.3.2 双极性SPWM仿真 ....................... - 26 -5.结束语....................................... - 34 -6.参考文献..................................... - 35 -单相逆变器SPWM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。
PSIM仿真设计单相桥式SPWM逆变器
PSIM仿真设计单相桥式PWM逆变器一、实验目的1.加深对SPWM基本原理的理解2.熟悉双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制的原理。
3.掌握PSIM仿真软件基本操作并搭建单相SPWM仿真验证双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制；实验验证单级倍频正弦脉宽调制的特点。
二、实验设备表4-1 实验所需设备表三、实验原理(一)、单相桥式电路（H桥）拓扑及其工作原理电压型全桥逆变电路共有四个开关管：T1、T2、T3、T4和四个续流二极管二极管D1、D2、D3、D4，如图4.1所示。
当T1、T4导通时，V ab=V D；当T2、T3导通时，V ab=-V D；当T1、T3导通时V ab=0；当T2、T4导通时，V ab=0（其中T1、T2不能同时导通；T3、T4不能同时导通）。
因此控制四个开关管的通断可以控制输出电压在V D、-V D、0之间变化。
(二)、SPWM 的原理采样控制理论有一个重要的原理——冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，例如电压V(t)，作用于惯性系统（例如RLC电路）时，只要它们的冲量，即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。
V DV o 图3-1 单相桥式逆变电路的拓扑结构图3-2 用SPWM电压等效正弦电压如果将图3-2所示的标准正弦波等分成很多份，那么一个连续的正弦波也可以看作是一系列幅值为正弦波片段的窄脉冲组成。
如果每个片段的面积分别与①、②、③…所示一系列等宽不等高的矩形窄脉冲的面积相等，那么从冲量等效的观点看，由①、②、③…这些等宽不等高矩形脉冲波构成的阶梯波和标准正弦波是等效的。
进一步，如果让图3-1所示逆变器产生如图3-2所示一系列幅值为±U d 的等高不等宽矩形电压窄脉冲，每个电压脉冲的面积（冲量）分别与①、②、③…面积相等，于是图3-2中的登高不等宽的脉冲电压和正弦电压也是冲量等效的。
作用于R、L、C惯性系统后基本是正弦波。
※(三)、双极性正弦脉冲宽度调制（重点）图3-3 双极性正弦脉宽调制输出波形基于载波的SPWM如图3-3所示，图中的高频三角波v c成为载波，正弦波v r称为调制波或参考调制波。
PSIM仿真设计单相桥式SPWM逆变器
PSIM仿真设计单相桥式PWM逆变器一、实验目的1.加深对SPWM基本原理的理解2.熟悉双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制的原理。
3.掌握PSIM仿真软件基本操作并搭建单相SPWM仿真验证双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制；实验验证单级倍频正弦脉宽调制的特点。
二、实验设备表4-1 实验所需设备表三、实验原理(一)、单相桥式电路（H桥）拓扑及其工作原理电压型全桥逆变电路共有四个开关管：T1、T2、T3、T4和四个续流二极管二极管D1、D2、D3、D4，如图4.1所示。
当T1、T4导通时，V ab=V D；当T2、T3导通时，V ab=-V D；当T1、T3导通时V ab=0；当T2、T4导通时，V ab=0（其中T1、T2不能同时导通；T3、T4不能同时导通）。
因此控制四个开关管的通断可以控制输出电压在V D、-V D、0之间变化。
(二)、SPWM 的原理采样控制理论有一个重要的原理——冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，例如电压V(t)，作用于惯性系统（例如RLC电路）时，只要它们的冲量，即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。
V DV o 图3-1 单相桥式逆变电路的拓扑结构图3-2 用SPWM电压等效正弦电压如果将图3-2所示的标准正弦波等分成很多份，那么一个连续的正弦波也可以看作是一系列幅值为正弦波片段的窄脉冲组成。
如果每个片段的面积分别与①、②、③…所示一系列等宽不等高的矩形窄脉冲的面积相等，那么从冲量等效的观点看，由①、②、③…这些等宽不等高矩形脉冲波构成的阶梯波和标准正弦波是等效的。
进一步，如果让图3-1所示逆变器产生如图3-2所示一系列幅值为±U d 的等高不等宽矩形电压窄脉冲，每个电压脉冲的面积（冲量）分别与①、②、③…面积相等，于是图3-2中的登高不等宽的脉冲电压和正弦电压也是冲量等效的。
作用于R、L、C惯性系统后基本是正弦波。
※(三)、双极性正弦脉冲宽度调制（重点）图3-3 双极性正弦脉宽调制输出波形基于载波的SPWM如图3-3所示，图中的高频三角波v c成为载波，正弦波v r称为调制波或参考调制波。
单相正弦波PWM逆变电路仿真报告
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ur 为正弦波，载波uc在ur的正半周为正极性的三角波，在ur的负半周为负极性的三角波。
在ur 的正半周，V1保持通态，V2保持断态，在ur>uc时使V4导通，V3关断，u0=Ud; 在ur<uc时使V3导通，V4关断，u=0; 在ur的负半周，V1保持断态，V2保持通态，在ur <uc时使V3导通，V4关断，u=-Ud; 在u r >uc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ur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ur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ur的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
即ur >uc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i<0，则VD1和VD4通，不管哪种情况都是输出电压u0=Ud。
ur<uc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i0>0，则VD2和VD3通,不管哪种情况都是输出电压u=-Ud。
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。
单相单,双极性SPWM仿真课设
通过对单极性与双极性SPWM结果的比较可以看出单极性的输出电流的波动幅值更小，谐波频率高，畸变率THD小，更接近正弦波。
对各输出电压uo的频谱分析可看出PWM波不含有低次谐波，只含有高次谐波，其中800~1000HZ的谐波含量较多。
图3-8a为f=50，N=18，Ma=0.9时的波形结果图（uo为输出电压io为输出电流）
图3-8a
图3-8b为f=50，N=18，Ma=0.9时输出电压uo的频谱图
图3-8b
图3-8c为f=50，N=18，Ma=0.9时输出电流io的频谱图
图3-8c
图3-9a为f=50，N=24，Ma=0.9时的波形结果图（uo为输出电压io为输出电流）
当ur>uc时，给VT1和VT4导通信号，给VT2和VT3关断信号，如io>0，VT1和VT4通，如io<0，VD1和VD4通，uo=Ud
当ur<uc时，给VT2和VT3导通信号，给VT1和VT4关断信号，如io<0，VT2和VT3通，如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud PWM波等效为正弦波
2.
2
如图2-1是单相PWM逆变电路VT1~VT4是四个IGBT管，VD1~ VD4是四个二极管，调制电路作为控制电路控制IGBT导通与关断来得到所需要的波形
图2-1单相SPWM逆变电路
2
2.2.1
SPWM逆变电路主要有两种控制方法：计算法和调制法。计算法是将PWM脉冲宽度的波形计算出来，显然这种方法是很繁琐的，不采用。调制法是用一个三角波作为载波，将一正弦波作为调制信号进行调制。我们采用调制法。因为等腰三角波上下宽度与高度呈线性关系且左右对称，当它与一个平缓变化的正弦调制信号波相交时，在交点时刻就可以得到宽度正比于正弦信号波幅度的脉冲
实验单相逆变器单极性和双极性SPWM调制技术的仿真
单相逆变器单极性和双极性SPWM 调制技术的仿真1.PWM 控制的基本原理PWM （Pulse Width Modulation ）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对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 控制技术的重要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。
下面分析如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波。
把正弦半波分成N 等分，就可以把正弦半波看成由N 个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
如果把这些脉冲序列用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就可得到图1所示的脉冲序列，这就是PWM 波形。
像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM 波形，也称为SPWM 波。
图1 单极性SPWM 控制方式波形上图所示的波形称为单极性SPWM 波形，根据面积等效原理，正弦波还可等效为图2中所示的PWM 波，这种波形称为双极性SPWM 波形，而且这种方式在实际应用中更为广泛。
图2 双极性SPWM 控制方式波形2.PWM 逆变电路及其控制方法PWM 逆变电路可分为电压型和电流型两种，目前实际应用的几乎都是电压型电路，因此本节主要分析电压型逆变电路的控制方法。
要得到需要的PWM 波U d -U Oω t Ud - U d形有两种方法，分别是计算法和调制法。
根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算PWM 波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM 波形，这种方法称为计算法。
由于计算法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化。
与计算法相对应的是调制法，即把希望调制的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM 波形。
通常采用等腰三角波作为载波，在调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM 波形。
实验单相逆变器单极性和双极性SPWM调制技术的仿真
图4三相PWM逆变电路
当 时，给V1导通信号，给V4关断信号， ；当 时，给V4导通信号，给V1关断信号， 。当给V1(V4)加导通信号时，可能是V1(V4)导通，也可能是VD1(VD4)导通。 、 和 的PWM波形只有 两种电平。 波形可由 、 得出，当1和6通时， = ，当3和4通时， = ，当1和3或4和6通时， =0。 、 的波形可同理得出。
图3是采用IGBT作为开关器件的单相桥式电压型逆变电路。
图3单相桥式PWM逆变电路
单相桥式逆变电路双极性PWM控制方式：在 的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM波也有正有负，其幅值只有± 两种电平。同样在调制信号 和载波信号 的交点时刻控制器件的通断。 正负半周，对各开关器件的控制规律相同。当 > 时，给V1和V4导通信号，给V2和V3关断信号。如 >0，V1和V4通，如 <0，VD1和VD4通， = 。当 < 时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号。如 <0，V2和V3通，如 >0，VD2和VD3通， =- 。这样就得到图2所示的双极性的SPWM波形。
图8三相调制波与三角载波波形
3.3
双
图9单相桥式PWM逆变器主电路图
为了使仿真界面简洁，仿真参数易于修改，通用桥（Universal Bridge）的触发脉冲是图5所示部分封装成的子模块。对于单相SPWM控制方式的逆变电路，有如下重要参数：
载波比N——载波频率 与调制信号频率 之比，即N = / 。
调制度m――调制波幅值 与载波幅值 之比，即m＝ / 。
输出电压基波幅值 = ，其中， 为直流侧电源电压。
将调制度m设置为0.9，调制波频率设为50Hz，载波频率设为基波的30倍（载波比N=30），即1500Hz，仿真时间设为0.04s，在powergui中设置为离散仿真模式，采样时间设为1e-006s，运行后可得仿真结果，建立m文件，程序如下所示：（示波器名称设置为inv）
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目录引言 (1)1.单相SPWM结构及其工作原理 (2)1.1PWM控制的基本原理 (2)1.2 SPWM基本原理 (2)2.单相PWM逆变电路及其控制方法 (3)2.1单相SPWM逆变电路结构 (3)2.2单相SPWM逆变电路的控制方法 (3)2.2.1计算法和调制法 (3)2.2.2调制度 (4)2.2.3异步调制与同步调制 (4)2.2.4采样方法 (4)2.2.5单极性与双极性控制方式 (5)3.MATLAB仿真建模 (6)3.1单极性SPWM逆变电路建模 (6)3.1.1单极性PWM逆变主电路建模 (7)3.1.2单极性SPWM逆变控制电路建模 (8)3.2双极性SPWM逆变电路建模 (9)3.2.1双极性SPWM逆变主电路建模 (9)3.2.2双极性SPWM逆变控制电路建模 (10)4.仿真结果 (11)4.1单极性SPWM仿真结果 (11)4.2双极性SPWM仿真结果 (15)4.3仿真结果分析 (18)引言随着电力电子技术的不断发展，电力电子技术的各种装置在国民经济各行各业中得到了广泛应用。
从电能转换的观点，电力电子的装置涵盖交流——直流变换、直流——交流变换、直流——直流变换、交流——交流变换。
比如在可控电路直流电动机控制，可变直流电源等方面都得到了广泛的应用,而这些都是以逆变电路为核心。
由于电力电子技术中有关电能的变换与控制过程，内容大多涉及电力电子各种装置的分析与大量的计算、电能变幻的波形分析、测量与绘制等，这些工作特别适合Matlab的使用。
本文建立了基于Matlab的单相桥式SPWM逆变电路的动态模型给出了仿真的实例与仿真结果，验证了模型的正确性，并展现了Matlab仿真具有的快捷，灵活，方便，直观的以及Matlab绘制的图形准确、清晰、优美的优点，可以用Matlab软件来对电路的工作原理进行讨论分析和仿真，从而为电力电子技术的分析及设计提供了有效的工具。
1.单相SPWM结构及其工作原理1.1PWM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，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。
1.2 SPWM基本原理如图1-1为PWM波等效为正弦波，1-1a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1-1b，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1-1 PWM波等效为正弦波2.单相PWM逆变电路及其控制方法2.1单相SPWM逆变电路结构如图2-1是单相PWM逆变电路VT1~VT4是四个IGBT管，VD1~ VD4是四个二极管，调制电路作为控制电路控制IGBT导通与关断来得到所需要的波形图2-1单相SPWM逆变电路2.2单相SPWM逆变电路的控制方法2.2.1计算法和调制法SPWM逆变电路主要有两种控制方法：计算法和调制法。
计算法是将PWM 脉冲宽度的波形计算出来，显然这种方法是很繁琐的，不采用。
调制法是用一个三角波作为载波，将一正弦波作为调制信号进行调制。
我们采用调制法。
因为等腰三角波上下宽度与高度呈线性关系且左右对称，当它与一个平缓变化的正弦调制信号波相交时，在交点时刻就可以得到宽度正比于正弦信号波幅度的脉冲2.2.2调制度调制度用Ma 表示，载波幅值调制波幅值=Ma 2.2.3异步调制与同步调制载波频率f c 与调制信号频率f r 之比N=f c /f r 叫载波比。
在调制过程中N 变化的叫异步调制，N 不变的叫同步调制。
我们采用同步调制。
2.2.4采样方法采样方法包括自然采样法与规则采样法。
自然采样法在载波与调制波的交点处采样，这要求解复杂的超越方程，难以在实时控制中在线计算，工程 上不采用。
工程上采用规则采样法，如图2-2-4所示在三角波的负峰时刻tD 对正弦信号波采样得D 点，过D 作水平直线和三角波分别交于A 、B 点，在A 点时刻tA 和B 点时刻tB 控制开关器件的通断，脉冲宽度d 和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近。
图2-2-4规则采样法 由于我们用的是MA TLAB 仿真，我们采用自然采样法。
图6-122.2.5单极性与双极性控制方式单极性PWM 控制方式：如图2-2所示，在ur 和u c 的交点时刻控制IGBT 的通断ur 正半周，VT 1保持通，VT 2保持断当ur>u c 时使VT 4通，VT 3断，u o =U d 当ur<u c 时使VT 4断，VT 3通，u o =0 ur 负半周，VT 1保持断，VT 2保持通当ur<u c 时使VT 3通，VT 4断，u o =- U d 当ur>u c 时使VT 3断，VT 4通，u o =0 虚线u of 表示u o 的基波分量图2-2单极性SPWM 控制方式波形双极性PWM 控制方式：如图2-3所示，在u r 的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM 波也有正有负，在u r 一周期内，输出PWM 波只有±U d 两种电平，仍在调制信号u r 和载波信号u c 的交点控制器件的通断，u r 正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
u -当u r >u c 时，给VT 1和VT 4导通信号，给VT 2和VT 3关断信号，如i o >0，VT 1和VT 4通，如i o <0，VD 1和VD 4通， u o =U d当u r <u c 时，给VT 2和VT 3导通信号，给VT 1和VT 4关断信号，如i o <0，VT 2和VT 3通，如i o >0，VD 2和VD 3通，uo=-U d单相桥式电路既可采取单极性调制，也可采用双极性调制图2-3双极性SPWM 控制方式波形3.MATLAB 仿真建模3.1单极性SPWM 逆变电路建模建模时，为了方便采用通用桥universal bridge 其内部结构如图3-1u u U -U图3-1在此我们用到了两个桥臂，当四列PWM信号输入通用桥的g端口时，通用桥会自动分配每一列的信号给每一个管子，控制该管子的开闭。
其输入的顺序是，第一列信号输入到Q1，第二列信号输入到Q2，第三列信号输入到Q3，第四列信号输入到Q4.。
3.1.1单极性PWM逆变主电路建模如图3-2是单极性SPWM逆变主电路图3-23.1.2单极性SPWM逆变控制电路建模单极性SPWM逆变控制电路建模图如图3-3图3-3 单极性控制电路图对控制电路进行封装，封装的参数为输出频率f，载波比N，调制度Ma，由于要保持各控制脉冲输出的数据类型相同，在输出端均加有逻辑门控制电路的实现方法如下：将幅值为2，占空比为50%的脉冲减去幅值为1的直流电压得到正负交替占空比为50%的脉冲用得到的正负脉冲与三角载波相乘得到正负交替的三角载波相比较。
参数-图3-4a pulse generator参数f为正弦波频率图3-4b三角波发生器参数f为正弦波频率N为载波比图3-4c正弦波发生器参数f为频率图3-43.2双极性SPWM逆变电路建模3.2双极性SPWM逆变电路建模3.2.1双极性SPWM逆变主电路建模双极性SPWM逆变主电路建模如图3-5图3-53.2.2双极性SPWM逆变控制电路建模双极性SPWM逆变控制电路建模如图3-6 直接将正弦波与三角载波相交即可图3-6参数设置如图3-7图3-7a三角波发生器参数f为正弦波频率N为载波比图3-7b 正弦波发生器参数f为频率图3-74.仿真结果4.1单极性SPWM仿真结果仿真时设置仿真时间为0.04s，仿真最大步长为10-5s，电源电压U d=220V 负载电阻R=1K ，电感L=0.1H图3-8a为f=50，N=18，Ma=0.9时的波形结果图（u o为输出电压i o为输出电流）图3-8a图3-8b为f=50，N=18，Ma=0.9时输出电压u o的频谱图图3-8b t/s t/s t/s图3-8c为f=50，N=18，Ma=0.9时输出电流i o的频谱图图3-8c图3-9a为f=50，N=24，Ma=0.9时的波形结果图（u o为输出电压i o为输出电流）图3-9a图3-9b为f=50，N=24，Ma=0.9时的输出电压u o的频谱图t/s t/s t/s图3-9b图3-9c为f=50，N=24，Ma=0.9时输出电流i o的频谱图图3-9c4.2双极性SPWM仿真结果仿真时设置仿真时间为0.04s，仿真最大步长为10-5s图3-10a为f=50，N=18，Ma=0.9时的波形结果图（u o为输出电压i o为输出电流）图3-10a图3-10b为f=50，N=18，Ma=0.9时输出电压u o的频谱图图3-10b t/s t/s t/s图3-11a为f=50，N=24，Ma=0.9时的波形结果图（u o为输出电压i o为输出电流）图3-11a图3-11b为f=50，N=24，Ma=0.9时输出电压u o的频谱图图3-11b t/s t/s t/s图3-11c为f=50，N=24，Ma=0.9时输出电流i o的频谱图图3-11c图3-12为f=50，N=24，Ma=0.9时，负载L=0.5H时的波形结果图（u o为输出电压i o为输出电流）与输出电流频谱图图3-12a 负载变化后的输出结果t/s t/s t/s/V /A图3-12b 负载变化后的输出电流i o频谱图Subplot绘图语句为：subplot(3,1,1)plot(a.time,a.signals(1).values)subplot(3,1,2)plot(a.time,a.signals(2).values)subplot(3,1,3)plot(a.time,a.signals(3).values)4.3仿真结果分析由结果图可以看出对于同一类型的SPWM电路载波比N越大，畸变率THD越小，说明波形效果越好。
单极性时：当N=18，THD=44.73%.当N=24时，THD=2.34%.双极性时：当N=18，THD=84.53%，当N=24，THD=0.19%.由图3-11a和图3-12还可得出但负载电阻R不变时，电感L越大输出的电流的波动越小，越接近正弦波。
从这俩个图可以看出负载的变化对输出电压u o的波形没有影响通过对单极性与双极性SPWM结果的比较可以看出单极性的输出电流的波动幅值更小，谐波频率高，畸变率THD小，更接近正弦波。