三相pwm逆变器设计
三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解
三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解随着电力电子技术的发展，SPWM正弦脉宽调制法正逐渐被人们熟悉，这项技术的特点是通用性强，原理简单。
具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波，设计简单，是一种比较好的波形改善法。
它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。
由于大功率电力电子装置的结构复杂，若直接对装置进行实验，且代价高费时费力，故在研制过程中需要借助计算机仿真技术，对装置的运行机理与特性，控制方法的有效性进行试验，以预测并解决问题，缩短研制时间。
MATLAB软件具有强大的数值计算功能，方便直观的Simulink建模环境，使复杂电力电子装置的建模与仿真成为可能。
本文利用MATLAB／Simulink为SPWM逆变电路建立系统仿真模型，并对其输出特性进行仿真分析。
首先介绍的是三相电压型桥式逆变电路原理，其次阐述了SPWM逆变器的工作原理及特点，最后详细介绍了三相电压源SPWM逆变器的建模与仿真结构，具体的跟随小编一起了解一下。
一、三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路如图1所示，电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式也是180导电方式，即每个桥臂的导电角度为180，同一相上下2个桥臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120。
这样，在任一瞬间，将有3个桥臂同时导通。
可能是上面一个臂下面2个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。
因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的，因此也被称为纵向换流。
当urU》uc时，给上桥V1臂以导通信号，给下桥臂V4以关断信号，则U相相对于电源假想中点N的输出电压uUN=Ud／2。
当urU《uc时，给V4导通，给V1关断，则uUN=Ud／2。
V1和V4的驱动信号始终是互补的。
当给V1（V4）加导通信号时，可能是V1（V4）导通，也可能是二极管VD1（VD4）续流导通。
二、SPWM逆变器的工作原理及特点SPWM，他是根据面积等效原理，PWM波形和正弦波是等效的，对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
三相PWM逆变器
1.0 (ULLm)h/Ud
0.8
0.6 0.4
2mf+1
0.2
0.0 1
mf
Ud t
Ud t
基波ULL1
Ud
t
ma=0.8,mf=15
2mf+1
3mf+2
2mf
3mf
三相逆变器的线电
压波形中可以消除单 桥臂逆变器中主要的 谐波成分。
逆变电路
u
utri uctr.A
uctr.B
uctr.C
0
t
uAN 0 uBN 0 uAB=uAN-uBN 0
uctr.B
uctr.C
U
Uctr
Utri 1/fs
0
t
0
t
uAN
UA0
t=0 UA0_1
0 uBN
Ud t
0
Ud /2t -Ud /2
0 uAB=uAN-uBN
Uctr<Utri TA -: 通,TA+: 断 Uctr>Utri TA+: 通,TA-: 断
0
基波ULL1
Ud t
Ud
t
桥臂输出中基波分量的电压峰值为：
0 uAB=uAN-uBN 0
1.0 (ULLm)h/Ud
0.8
0.6 0.4
2mf+1
0.2
0.0 1
mf
逆变电路
uctr.B
uctr.C
t
Ud t
Ud t
基波ULL1
Ud
t
ma=0.8,mf=15
2mf+1
3mf+2
2mf
3mf
假设mf为奇数，则
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
三相桥式pwm逆变电路工作原理
三相桥式pwm逆变电路工作原理三相桥式PWM逆变电路，听起来有点高深对吧？它就像一个乐队，乐器齐全，各种音色交织，奏出美妙的旋律。
想象一下，你在家里放着你最爱的音乐，电流也在努力地给你带来快乐。
咱们先从最基础的说起，逆变器其实就是把直流电转换成交流电的魔法师，直流电就像一条死水，静止不动，而交流电则像活泼的小鱼，在水中欢快地游来游去。
咱们说的三相，就是把这种电流分成三条腿，每条腿负责一部分。
这样一来，整个电路的效率就高了，真是有智慧的安排。
想象一下，三个人一起搬家，比一个人轻松多了，大家分工合作，不累。
这种方式特别适合大型设备，比如电动机，动力十足，噪音小，真是好得不得了。
PWM嘛，就是脉宽调制，听起来很复杂，但其实是把电流的开关打开和关闭来控制电量的多少。
就像调音量，轻轻一转，声音就大了，小了，真是简单明了。
通过改变开关的时间，咱们就能调节输出的电压和频率，真是聪明的办法。
电流的调节，就像我们调节心情，想高兴就高兴，想放松就放松。
再来聊聊桥式，想象一下，一个小桥把三条腿连接在一起，这样一来，电流就能在桥上自由流动。
桥的设计简直妙不可言，三个开关，搭配得天衣无缝，让电流在不同的相位之间跳跃，轻松自如。
就像舞者在舞台上翩翩起舞，各种姿态，各种风格，真是让人看得眼花缭乱。
工作原理是什么呢？其实就是通过不断切换这些开关，形成一个个短小的脉冲，把直流电转变为交流电。
咱们的逆变器就像个精明的厨师，火候掌握得恰到好处，煮出美味的菜肴。
每个开关的开和关，就像是调料的放入，恰到好处，才不会腥，也不会太咸。
太厉害了，简直是逆变界的顶流！你可能会问，这种电路有什么优点呢？嘿，优点可多了，它高效，能量损耗少，真是一举多得。
控制简单，调节方便，像开车一样，轻松自如。
还有就是它的可靠性强，稳定性高，咱们用电的时候可不希望来个“突然失联”。
这种逆变器还可以应用在很多地方，像电动汽车、风能发电，甚至是家里的太阳能板，真是各显神通。
三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法
Ａｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ａｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｏ ｆ ＬＣ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ Ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｏ Ｔｈ ｅ ｒ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ＰＷ Ｍ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｏｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ＨＥ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｊ ｉ ｎ ｇ — ｓ ｏ ｎ ｇ
电气传动 ２ ０ １ ３ 年 第４ ３ 卷 第１ ２ 期
三相 Ｐ ＷＭ逆变器输 出 Ｌ Ｃ 滤中国核 动 力研 究设 计 院 核反 应堆 系统设计 技 术重 点 实验 室 ， 四 川 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
摘要 ： 为 了使 脉 冲宽度调 制 （ Ｐ ＷＭ） 逆变器 具有 较好 的输 出交流 波形 ， 针对Ｐ ＷＭ逆 变器输 出交流波 形
传输 效 率 及 系统 稳 定性 影 响 的基 础 上 ， 提 出了一 种三 相逆 变器输 出 Ｌ Ｃ 型 滤波器 设计方 法 。
３ 交流 三相 Ｌ Ｃ滤 波 器基 本 结 构
通 常情况下 ， 交流三相 Ｌ Ｃ滤 波 器 的基 本 结
２ 逆 变 器输 出交流谐 波 分析
Ｐ ＷＭ逆 变器输 出交流谐 波 呈如 下特 点 ： １ ） 谐 波 分 量 以 角频 率 （ ｎ ｔ ｏ ｃ ￣ ｋ ｔ ｏ ） 分 组 分 布在
中谐 波次数 较高 的特点 ， 采用 二 阶Ｌ ｃ 低 通滤波 器 。从 逆变器无 功容量较 小 、 传输效 率较 高 、 系统稳定 性较
好等 角度 ， 介绍 了一 种三相 Ｐ ＷＭ逆变器输 出交流 Ｌ ｃ 滤 波参数 的设 计方法 。实际工程应用 较好验证 了该设 计方法 的可行性 。
关键词 ： Ｌ ｃ 滤波器 ；设计方法 ；逆变器 ；脉冲宽度调制
三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法
三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法一、本文概述随着可再生能源和电力电子技术的快速发展，三相PWM（脉宽调制）逆变器在电力系统中得到了广泛应用。
为了改善逆变器的输出波形质量，降低谐波对电网的污染，LC滤波器被广泛应用于逆变器的输出端。
本文旨在探讨三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计方法，分析滤波器的主要参数对滤波效果的影响，为工程师提供一套实用的滤波器设计流程和指导原则。
本文将首先介绍三相PWM逆变器的基本工作原理和LC滤波器的功能特点，然后详细阐述LC滤波器的设计步骤，包括电感、电容参数的选取，滤波器截止频率的计算等。
接着，本文将通过仿真和实验验证所设计的LC滤波器的性能，分析滤波效果与滤波器参数之间的关系。
本文将总结滤波器设计的关键因素，并给出一些实用建议，以帮助工程师在实际应用中更好地设计和优化LC滤波器。
通过本文的阅读，读者可以全面了解三相PWM逆变器输出LC滤波器的设计原理和方法，掌握滤波器参数的选择和优化技巧，为提升逆变器输出波形质量和电网稳定性提供有力支持。
二、三相PWM逆变器基础知识三相PWM（脉冲宽度调制）逆变器是一种电力电子设备，用于将直流（DC）电源转换为三相交流（AC）电源。
它是许多现代电力系统中不可或缺的一部分，特别是在可再生能源领域，如太阳能和风能系统中。
了解三相PWM逆变器的基础知识是设计其输出LC滤波器的前提。
三相PWM逆变器的基本结构包括三个独立的半桥逆变器，每个半桥逆变器都连接到一个交流相线上。
每个半桥由两个开关设备（通常是绝缘栅双极晶体管IGBT或功率MOSFET）组成，它们以互补的方式工作，以产生所需的输出电压波形。
PWM控制是逆变器的核心。
它涉及快速切换开关设备，以便在平均意义上产生所需的输出电压。
通过调整每个开关设备的占空比（即它在任何给定时间内处于“开”状态的时间比例），可以精确地控制输出电压的大小和形状。
三相PWM逆变器的一个关键特性是它能够产生近似正弦波的输出电压。
三相电压源型逆变器PWM仿真
目录1概述 (1)1.1 逆变电路简介 (1)1.2 PWM简介 (1)2 三相电压源逆变器工作原理 (3)3 Matlab仿真建模与分析 (5)3.1三相SPWM波的产生 (5)3.2 SPWM逆变器仿真 (6)3.3 滤波器粗略分析 (10)三相电压源型SPWM逆变器的设计1概述1.1 逆变电路简介与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
又逆变电路根据直流侧电源性质不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的称为电流型逆变电路；它们也分别被称为电压源型逆变电路和电流源型逆变电路。
其中，电压源型逆变电路有以下主要特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源，直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗；由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，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；当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，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能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
1.2 PWM简介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1-1所示的脉冲序列，这就是PWM波形。
无源三相PWM逆变器控制电路设计
目录第一章：课程设计的目的及要求 (2)第二章整流电路 (5)第三章逆变电路 (9)第四章 PWM逆变电路的工作原理 (11)第五章三相正弦交流电源发生器 (14)第六章三角波发生器 (15)第七章比较电路 (16)第八章死区生成电路 (18)第九章驱动电路 (20)附录参考文献课程设计的心得体会第一章：课程设计的目的及要求一、课程设计的目的通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。
4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。
5、提高学生课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的要求1. 自立题目题目：无源三相PWM逆变器控制电路设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其它电力电子装置设计，如开关电源、镇流器、UPS电源等，②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。
首先要明确自己课程设计的设计内容。
控制框图设计装置（或电路）的主要技术数据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=10Ω，L=15mH 设计内容：整流电路的设计和参数选择滤波电容参数选择三相逆变主电路的设计和参数选择IGBT电流、电压额定的选择三相SPWM驱动电路的设计画出完整的主电路原理图和控制电路原理图2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。
主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。
课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计一、概述随着可再生能源和电力电子技术的快速发展，电力系统中逆变器的应用越来越广泛。
PWM（脉冲宽度调制）电压源逆变器以其高效、灵活的控制方式在各类电能转换场合中占据了重要地位。
PWM逆变器产生的谐波对电网的影响不容忽视，设计合适的LC滤波器以滤除这些谐波，提高电能质量，成为了当前研究的热点。
大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计涉及多个方面，包括滤波器的拓扑结构、参数优化、动态性能分析等。
本文首先介绍了PWM逆变器的基本原理及谐波产生的原因，然后详细阐述了LC滤波器的设计原则和方法，包括滤波器拓扑结构的选择、电感电容参数的计算与优化、以及滤波效果的评价指标等。
在此基础上，本文还讨论了滤波器设计中的一些关键问题，如滤波器的动态性能、热设计、电磁兼容性等。
通过案例分析，本文验证了所提设计方法的有效性和实用性。
通过本文的研究，旨在为大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计提供理论支持和实用指导，促进电力电子技术的可持续发展。
1. 介绍PWM电压源逆变器的应用背景及其在电力系统中的重要地位。
在现代电力系统中，PWM（脉宽调制）电压源逆变器已成为一种重要的电能转换装置，广泛应用于各种电力电子设备中。
作为一种将直流电能转换为交流电能的电子设备，PWM电压源逆变器在机械传动控制、电动机调速、太阳能电池、风能发电等领域发挥着至关重要的作用。
特别是在可再生能源领域，PWM电压源逆变器是太阳能电池板和风力发电机与电网之间的关键接口，能够实现电能的稳定、高效转换，从而满足各种负载的需求。
PWM电压源逆变器的核心在于其独特的脉宽调制技术，该技术能够根据输入信号的特点，以一定规律调制输出信号的占空比，从而达到对输出电压的精确调节。
这种技术不仅可以实现输出电压的频率和幅值的灵活调节，还能够生成各种不同形状的波形，如正弦波、方波和三角波等，以满足不同负载的需求。
PWM电压源逆变器还具有高效率、高可靠性、低谐波污染等优点，因此在电力系统中得到了广泛应用。
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。
三电平逆变器的设计
三电平逆变器的设计三电平逆变器的设计包括拓扑结构和控制策略两个方面。
首先，我们需要选择适当的拓扑结构。
常见的三电平逆变器拓扑结构包括NPC （Neutral-Point Clamped）和T-type（也称为Flying Capacitor）。
1.NPC逆变器：该拓扑结构是最常用的三电平逆变器拓扑，它包括两个单元级别的电压源逆变器和一个中性点夹紧电路。
中性点夹紧电路用于夹紧中性点电位，使其保持在一个固定的电位上。
这样可以实现更高的输出电压质量和更低的谐波失真。
2.T型逆变器：该拓扑结构由四个开关器件和三个电容器组成。
通过控制电容器的充放电过程可以实现三个不同的输出电压水平。
与NPC逆变器相比，T型逆变器具有更低的开关损耗和更简单的控制策略。
除了拓扑结构，逆变器还需要设计相应的控制策略来实现稳定的输出电压波形。
常见的控制策略包括脉宽调制（PWM）和无功功率控制（Q- control）。
1.PWM控制：该控制策略通过调节开关器件的通断时间来控制输出电压的幅值和频率。
具体来说，PWM控制策略将输入直流电压转换为一系列脉冲信号，通过改变脉冲信号的宽度和周期来调节输出电压的幅值和频率。
通过合理设计PWM调制器的参数和采样周期，可以实现稳定的输出电压波形。
2.Q-控制：该控制策略用于调节无功功率输出。
当电网电压发生波动时，Q-控制策略可以自动调节逆变器的工作状态，以保持稳定的无功功率输出。
通过监测电网电压和逆变器输出电流的相位差，并根据设定的无功功率输出要求，Q-控制器可以自动调节逆变器的开关器件，以实现稳定的无功功率控制。
在设计过程中，还需要考虑逆变器的功率损耗、热管理、故障保护等方面。
合理选择功率开关器件、电容器和电感器的参数，并采取适当的散热措施，可以有效降低逆变器的功率损耗和提高系统的可靠性。
总结起来，三电平逆变器的设计涉及拓扑结构选择、控制策略设计和其他相关方面的考虑。
通过合理的设计和优化，可以实现高效率、高质量的电能转换和稳定的电能供应。
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。
无源三相PWM逆变器控制电路设计
无源三相PWM逆变器控制电路设计无源三相PWM逆变器是一种常用于电力电子领域的逆变器拓扑结构，用于将直流电能转换为三相交流电能。
它具有输出电压质量高、功率密度大、效率高等优点，在工业控制和电力传输领域得到广泛应用。
本文将介绍无源三相PWM逆变器的基本原理和控制电路设计。
无源三相PWM逆变器的基本原理是通过对输入直流电源进行逆变，将直流变为三相交流电。
其核心组成部分是三相桥臂，由六个开关管组成。
具体来说，当开关管导通时，对应的桥臂输出正半周波；当开关管关断时，对应的桥臂输出负半周波。
通过合理地控制开关管的通断，可以实现对输出电压的调节。
对于开关管的控制，一种常见的方式是采用硬开关控制。
即通过控制信号，使得开关管在正半周波和负半周波之间切换。
此外，还可以采用软开关控制，通过逐渐切换开关管的通断状态，使得开关过程更加平滑，减小开关噪声。
对于输出电压的调节，一种常用的方式是采用PWM控制方法。
通过不同的PWM信号，可以控制开关管的通断时间，从而实现对输出电压的精确调节。
具体来说，可以根据需要调节PWM信号的占空比和频率，来控制输出电压的大小和波形。
在设计无源三相PWM逆变器的控制电路时，需要考虑以下几个方面：1.控制电路的可靠性：由于逆变器的开关管需要频繁地进行开关操作，因此控制电路需要具备较高的可靠性，以保证逆变器的正常工作。
2.控制电路的稳定性：控制电路需要稳定地输出PWM信号，并能够适应不同的工况和负载变化，以保证逆变器的输出电压稳定和质量优良。
3.控制电路的精度：控制电路需要能够实现对输出电压的精确调节和控制，以满足不同应用的需求。
综上所述，无源三相PWM逆变器的控制电路设计十分重要。
在设计过程中，需要综合考虑电路的可靠性、稳定性和精度，并根据具体的应用要求选择合适的控制方式和控制策略。
通过合理的设计，可以实现逆变器的性能优化和节能降耗的目标。
三相桥式PWM逆变电路解析
湘潭大学课程设计报告书题目：三相桥式PWM逆变电路设计学院信息工程学院专业自动化学生同组成员指导教师课程编号课程学分起始日期目录一、课题背景 (1)二、三相桥式SPWM逆变器的设计内容及要求 (2)三、SPWM逆变器的工作原理 (3)1.工作原理 (4)2.控制方式 (5)3.正弦脉宽调制的算法 (8)四、MATLAB仿真分析 (17)五、电路设计 (11)1.主电路设计 (11)2.控制电路设计 (12)3.保护电路设计 (14)4.驱动电路设计 (15)六、实验总结 (21)附录 (22)参考文献 (23)三相桥式SPWM逆变电路设计一、课题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，与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。
在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。
该调制方法的最大缺点是它的6个功率管都工作在较高频率(载波频率)，从而产生了较大的开关损耗，开关频率越高，损耗越大。
本实验针对正弦波输出变压变频电源SPWM 调制方式及数字化控制策略进行了研究，以SG3525为主控芯片，以期得到一种较理想的调制方法，实现逆变电源变压、变频输出。
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。
正文三相PWM光伏并网逆变器设计
正文三相PWM光伏并网逆变器设计近年来，由于能源需求的增长和环境问题的日益严重，人们对可再生能源尤其是光伏能源的利用越来越关注。
而光伏并网逆变器作为光伏发电系统中的重要组成部分，起着将光伏电池板产生的直流电转换为交流电并注入电网中的作用。
本文将对三相PWM光伏并网逆变器的设计进行详细介绍。
首先，三相PWM光伏并网逆变器是基于电力电子技术和控制技术的研究成果，其主要组成部分包括输入端的光伏电池板、滤波器、逆变器、控制电路等。
整个系统的工作原理是将光伏电池板产生的直流电通过滤波器进行滤波处理，然后经过逆变器将直流电转换为交流电，并通过控制电路对逆变器的输出进行控制，最终将交流电输入到电网中。
在具体的设计过程中，首先需要进行逆变器的拓扑结构选择。
目前较为常用的逆变器拓扑结构有单相全桥拓扑、三相桥臂拓扑等。
在本文中，我们选择了三相桥臂拓扑结构，因其具有输出电流平稳、谐波较小等优点。
其次，需要进行逆变器的控制策略选择。
常见的控制策略有三角波PWM控制策略、SVPWM控制策略等。
本文选择了SVPWM控制策略。
SVPWM控制策略是一种基于空间向量调制的控制方法，具有输出电压波形好、谐波较低等优点。
接下来，对逆变器的电路参数进行设计和计算。
电路参数包括滤波器的电感和电容值、逆变器功率器件的选型等。
在设计和计算过程中，需要考虑到系统的稳定性和效率等因素，保证逆变器在长时间运行中的可靠性。
最后，进行逆变器的控制电路设计。
控制电路主要包括计算机控制和PWM信号生成等部分。
计算机控制部分负责对逆变器输出的电流和电压进行监测和控制，PWM信号生成部分负责生成SVPWM信号，控制逆变器输出的电流和电压波形。
综上所述，三相PWM光伏并网逆变器的设计涉及到逆变器拓扑结构的选择、控制策略的选择、电路参数的设计和计算以及控制电路的设计等方面。
通过合理选择和设计，可以实现光伏能源的高效利用，并将产生的电能注入到电网中，为能源环境问题的解决做出贡献。
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PWM逆变器的主电路设计
图 １ 系 统 框 图
２ ．１ 整 流 电 路 的 设 计
１ ． １ ． ３ （ Ｐｗ Ｍ ） 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 Ｓ ＰＷ Ｍ （ Ｓ ｉ ｎ ｕ ｓ ｏ ｉ ｄ ａ ｌ ＰＷ Ｍ ） 。 １ ． １ ． ４ Ｓ Ｐ ＷＭ 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 。
关键 词 ： Ｐ ＷＭ ； 逆 变 器 ； 整 流 电路 ； Ｉ ＧＢ Ｔ
中 图分 类 号 ： ＴＭ ４ ６ ４ ． ３ ２
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： １ Ｏ Ｏ ６ —７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ 一Ｏ ｏ ９ ３ 一Ｏ ２ 过 全 桥 逆 变 电 路 得 到 交 流 输 出 电 压 。 为 保 证 系 统 可 靠运行 ， 防止 主 电路 对控 制 电路 的干 扰 ， 采用 主 、 控 电路完 全隔 离 的方法 ， 即 驱动信 号用 光耦 隔离 ， 反 馈 信 号用 变压器 隔 离 ， 辅 助 电源用 变 压器隔离 。
２ 主 电路 的 设 计
图 ２ 三 相 桥 式 不 可 控 整 流 电路
经 计 算 二 极 管 应 选 择 ＨＦＡ７ Ｏ ＮＨ６ Ｏ额 定 电 压 ６ Ｏ Ｏ Ｖ， 额 定 电流 ７ Ｏ Ａ（ 快 恢 复型 ） 。
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湖南文理学院课程设计报告课程名称：专业设计系部：电气与信息工程学院专业班级：自动化07103班学生姓名：姚金兵学好：200716010324指导教师：敖章鸿完成时间：2010.12.30评阅意见：评阅教师日期目录一、设计要求 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 3 -二、设计的目的 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 3 -三、设计的具体 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 3 -（1）、系统概述 -------------------------------------------------------------------------------------- - 3 -1、三相pwm逆变器工作原理----------------------------------------------------------------- - 3 -2、单元电路设计---------------------------------------------------------------------------------- - 4 -（2）、控制电路设计 ------------------------------------------------------------------------------- - 6 -1、触发电路 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 6 -（3）、双闭环控制电路的工作原理---------------------------------------------------------- - 8 -1、电流调节器------------------------------------------------------------------------------------- - 8 -（4）、检测电路 ------------------------------------------------------------------------------------ - 10 -1、电流互感器----------------------------------------------------------------------------------- - 10 -2、电压互感器----------------------------------------------------------------------------------- - 11 -3、给定电压 -------------------------------------------------------------------------------------- - 11 -4、仿真与分析----------------------------------------------------------------------------------- - 12 - 四．心得体会及建议 ------------------------------------------------------------------------------ - 12 -五、参考文献 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 14 -六、附录--------------------------------------------------------------------------------------------------- - 15 -三相pwm逆变器的设计一、设计要求设计一个三相软pwm逆变器，包括主电路和控制回路。
主电路由IGBT构成，控制回路包括给定积分器，电压调节器，电流调节器，触发电路，检测电路等。
1、设计双闭环系统（电压闭环和电流闭环）；2、设计触发电路；3、系统能稳定运行。
4、输出电压范围为0～380v可调，输出电流最大为40A，超过40A关闭触发器；二、设计的目的1、掌握计双闭环系统（电压闭环和电流闭环）的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。
2、掌握计双闭环系统（电压闭环和电流闭环）的调试步骤、方法及参数的整定。
3、熟悉集成SG3525的组成、功能与工作原理。
4、熟悉控制回路个个电路的组成方式及原理与特点。
5、熟悉三相电桥PWM控制电路的原理和常用集成电路。
三、设计的具体（1）、系统概述1、三相pwm逆变器工作原理传统的三相桥式逆变器电路。
图中，VT1～VT6为IGBT，D1～D6为换向电容，两者组成IGBT关断电路。
VD1～VD6为反馈二极管。
依据IGBT工作原理，在三相交流输入电源作用下，若IGBT承受最大正向阳极电压，而控制极又获得触发脉冲时便转入导通状态。
反之处于导通状态的IGBT在足够的反向阳极电压作用下会转为截止状态。
图1 总体方案2、单元电路设计电力电子装置一般由控制电路、驱动电路、检测电路和核心的主电路组成，一般主电路中的电压和电流都较大，而控制电路的元器件只能承受较小的电压和电流，因此在主电路和控制电路之间需要进行电气隔离，同时为了保证电力电子器件和整个电力电子装置正常运行，就有必要在主电路和控制电路中附加保护电路。
2.1、主电路设计主电路由6个IGBT 和6个二极管组成，分别是S1,S2,S3,S4,S5,S6;二极管分别是D1,D2,D3,D4,D5,D6。
S1和S4在同一桥臂上，S2和S5在同一桥臂，s3和s6在同一桥臂。
在同一桥臂上的两个IGBT 是交替导通。
三个桥臂导通相差120度。
6个二极管起到在三相逆变电路续流的作用，所以每个IGBT 需要并联一个二极管。
如图2所示。
给定电压 电压调节器 电流调节器 主电路电流采样电压采样 触发电路对于三相桥式电压型结构需对三相桥臂施加幅值、频率相等，而相位差为120度的三相对称正弦波调制信号。
由于每相桥臂共有两种开关模式，因此三相电压型共有8种开关模式，正选波等效pwm波形。
如图3所示。
图3（2）、控制电路设计1、触发电路通过集成芯片SG3525来发出pwm脉冲从而触发电路，以下是对SG3525的介绍：1.1、集成脉宽调制器SG3525引脚功能及特点简介（如图4所示）：图4 SG3525 pwm波形1、Inv.input(引脚1)：误差放大器反向输入端。
在闭环系统中，该引脚接反馈信号。
在开环系统中，该端与补偿信号输入端（引脚9）相连，可构成跟随器。
2.Noninv.input(引脚2)：误差放大器同向输入端。
在闭环系统和开环系统中，该端接给定信号。
根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚9）之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。
3.Sync(引脚3)：振荡器外接同步信号输入端。
该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路同步。
4.OSC.Output(引脚4)：振荡器输出端。
5.CT(引脚5)：振荡器定时电容接入端。
6.RT（引脚6）：振荡器定时电阻接入端。
7.Discharge(引脚7)：振荡器放电端。
该端与引脚5之间外接一只放电电阻，构成放电回路。
8.Soft-Start(引脚8)：软启动电容接入端。
该端通常接一只5 的软启动电容。
pensation(引脚9)：PWM比较器补偿信号输入端。
在该端与引脚2之间接入不同类型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。
10.Shutdown(引脚10)：外部关断信号输入端。
该端接高电平时控制器输出被禁止。
该端可与保护电路相连，以实现故障保护。
11.Output A（引脚11）：输出端A。
引脚11和引脚14是两路互补输出端。
12.Ground(引脚12)：信号地。
13.Vc(引脚13)：输出级偏置电压接入端。
14.Output B（引脚14）：输出端B。
引脚14和引脚11是两路互补输出端。
15.Vcc（引脚15）：偏置电源接入端。
16.Vref(引脚16)：基准电源输出端。
该端可输出一温度稳定性极好的基准电压。
1.2、SG3525的工作原理SG3525内置了5.1V精密基准电源，微调至1.0%，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。
SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。
在CT 引脚和Discharge引脚之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。
由于SG3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。
SG3525的软启动接入端（引脚8）上通常接一个5 的软启动电容。
上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM比较器反向输入端处于低电平，PWM比较器输出高电平。
此时，PWM琐存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。
只有软启动电容充电至其上的电压使引脚8处于高电平时，SG3525才开始工作。
由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。
当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出为正的时间变长，PWM琐存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。
反之亦然。
外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。
当Shutdown（引脚10）上的信号为高电平时，PWM琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。
如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。
注意，Shutdown引脚不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作。