三相桥式有源逆变电路的仿真
三相桥式PWM逆变器仿真研究-城建课设
.运动控制系统课程设计课题：三相桥式PWM逆变器仿真研究系别：专业：姓名：学号：成绩：城建学院目录一、设计目的 (2)二、设计任务及要求 (2)三、方案设计 (2)1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理 (2)2、状态空间模型 (3)3、系统的可控性和可观测性 (6)3.1 可控性判断 (6)3.2 可观测性判断 (6)4、整体方案设计 (7)5、仿真建模 (8)5.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (10)5.3三相逆变电源总体电路仿真建模 (12)6、仿真结果 (13)6.1直流升压斩波电路仿真结果 (13)6.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (14)6.3闭环反馈电路仿真实现结果 (14)6.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (15)四、心得体会 (17)五、参考文献 (18)一、设计目的随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的迅速发展，PWM技术得到了迅速发展，PWM正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，设计简单等一系列有点，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。
PWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。
因此，研究PWM逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。
二、设计任务及要求自拟负载，可选用电机或阻感负载等，画出系统主电路和控制电路的结构图，并进行仿真或实验验证系统的合理性。
三、方案设计1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理Nuuu图1 三相桥式PWM型逆变电路图1是三相桥式逆变电路，这种电路采用双极性控制方式。
U 、V 和W 三相的PWM 控制通常公用一个三角波载波c u ，三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 依次相差120°。
U 、V 和W 各相功率开关器件的控制规律相同，现以U 为例来说明。
当c rU u u >时，上桥臂V1导通，下桥臂V4关断，则U 相相对于直流电源假想中点'N 的输出电压2/'N d U U u = 。
基于matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告
基于matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告一、小组成员指导教师二、实验目的1.深入理解三相桥式PWM逆变电路的工作原理。
2.使用simulink和simpowersystem工具箱搭建三相桥式PWM逆变电路的仿真框图。
3.观察在PWM控制方式下电路输出线电压和负载相电压的波形。
4.分别改变三角波的频率和正弦波的幅值，观察电路的频谱图并进行谐波分析。
三、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem五、实验模块介绍1. 正弦波，电路常用到的正弦信号模块，双击图标，在弹出的窗口中调整相关参数。
其信号生成方式有两种：Time based和Sample based。
2. 锯齿波发生器，产生一个时基和高度可调的锯齿波序列。
3. 示波器，其模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。
4. 关系运算符，<、>、=等运算。
5. 直流电压源，提供一个直流电源。
6. 三相RLC串联电路，电阻、电感、电容串联的三相电路，单位欧姆、亨利、法拉。
7. 电压测量，用于检测电压，使用时并联在被测电路中，相当于电压表的检测棒，其输出端“v”则输出电压信号。
8. 多路测量仪，可以接收该需要测模块的电压、电流或电压电流信号并输出。
9. IGBT/二极管，带续流二极管的IGBT 模型.10 为了执行仿真其可以允许修改初始状态、进行电网稳定性分析、傅里叶分解等功能.六、实验原理三相桥式PWM逆变电路图1-1如下：图1-1三相桥式PWM逆变电路图三相桥式PWM逆变电路波形七、仿真实验内容三相桥式PWM逆变电路仿真框如图1-2所示：图1-2 三相桥式PWM逆变电路仿真框图仿真参数设置如下：三角波参数如图1-3所示：载波频率f=1kHz,周期T=1e-3s,幅值Ur=1V.图1-3三角波参数图正弦波参数，正弦信号A/B/C相位差为120，分别为0、2*pi/3、-2*pi/3，幅值都为1，如图1-4、1-5、1-6所示。
最新三相电压型桥式逆变电路的MATLAB仿真研究
三相电压型桥式逆变 电路的 MATLAB 仿真研究如有侵权请联系网站删除，仅供学习交流基于三相电压型桥式逆变电路的仿真研究朱本玉 （华东交通大学，江西南昌）摘 要：根据电压型三相桥式逆变电路的工作原理以及特点，采用Simulink 中的相关模块建立仿真模型，从而对三相桥式逆变电路进行仿真研究。
本文为 三相电压型桥式逆变电路的设计提供了验证方法。
关键词：Ｍａｔｌａｂ；三相桥式逆变电路；动态仿真 中图分类号：**** 文献标识码：*** 文章编号：*******1、引言无源逆变在交流电机变频调速，感应加热，不间断电源等方面应用十分广泛， 要求其输入基波功率大、谐波含量小、逆变效率高、性能稳定可靠。
本文利用 MATLAB/Simulink 中的电力系统仿真工具箱 Simpowersystems 对逆变电路惊醒 仿真，通过仿真将其与三相正弦工频电源进行性能比较，并得出结论。
2、三相桥式逆变电路的工作原理电压型三相桥式逆变电路如图１所示。
电路由三个半桥电路组成，开关管可以 采用全 控型电力电子器件（图中以 ＩＧＢＴ为例），ＶＤｌ～ＶＤ６为续流二极管。
电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式为 180°导电型，即每个桥臂的导 电角为 180°。
同一相上下桥臂交替导电。
各相开始导电的时间一次相差 120°。
在一个周期内 ，６个开关管触发导通的次序为 Ｖ１-- Ｖ２-- Ｖ3 --Ｖ４-- Ｖ５--仅供学习交流如有侵权请联系网站删除，仅供学习交流Ｖ６，依次相隔 60°，任意时刻均有三个管子同时导通，导通的组合顺序为Ｖ １Ｖ２Ｖ3，Ｖ２Ｖ3Ｖ４，Ｖ3Ｖ４Ｖ５，Ｖ４Ｖ５Ｖ６，Ｖ５Ｖ６Ｖ１，每种 组合工作。
３、三相桥式逆变电路的仿真模型a．建立一个仿真模型的新文件。
在 MATLAB 的菜单栏上点击 File，选择 New，再在弹出菜单中选择 Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平 台上可以绘制电路的仿真模型。
三相桥式有源逆变电路的MATLAB建模仿真
三相桥式有源逆变电路的MATLAB建模仿真作者：翟羽翟凯骆蒙来源：《电子技术与软件工程》2015年第09期摘要对三相桥式有源逆变电路进行介绍，并在matlab/simulink中建立三相桥式控有源逆变电路的仿真模型，在此基础上，仿真并详细分析了三相桥式有源逆变电路的直流侧电压、控制角和负载特性的关系。
结果证明，仿真得到的波形与常规方法的结论一致，证明matlab/simulink软件在电力电子学的学习和研究工作中有着比较高的应用价值。
【关键词】三相桥式有源逆变电路 matlab 建模仿真1 引言随着社会的发展，交流电与直流电互相转换的场合与需求越来越多，因此三相桥式有源逆变电路得到越来越多的重视和应用，它具有灵活，性价比高等特点。
Matlab软件是一款十分强大仿真软件，它提供的simulink仿真工具箱更是被各种领域的工程师所喜爱和应用。
Simulink支持模块建模，直观形象，使建模变得如同搭积木一般简单，而且仿真精度高，结果准确可靠。
本文通过matlab/simulink对三相桥式有源逆变电路进行模型建立和仿真分析，得到正确的仿真结果。
2 三相桥式有源逆变电路工作原理三相桥式有源逆变电路工作于逆变状态的两个必要条件：（1）变流器的控制角。
（2）必须要有外接的直流电源，且极性是可变的，幅值上。
当以上两个条件都满足时，就可以实现有源逆变。
3 逆变电路的建模与仿真3.1 三相桥式有源逆变电路的建模和参数设置三相桥式有源逆变电路模型建立中，三相交流电参数为Um=50V、f=50Hz。
逆变桥选取simulink里SimPowerSystems库下子库Power Electronics中的Universal Bridge，参数设置为桥臂3个、Ron=0.001ohms、Lon=0H、Vf=0.8V。
负载选用RL串联负载，参数为R=1ohms，L=0.01H。
直流电压VDC=50V。
晶闸管控制信号由Synchronized 6-Pulse Generator产生。
三相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB设计及仿真资料
学号200925030208中州大学毕业设计（论文）题目三相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB设计及仿真学院专业电气自动化技术年级班级普招2班学生姓名指导教师时间2012/4/12中州大学工程技术学院毕业设计（论文）任务书专业__电气自动化技术年级09级班级普招2班指导老师路银川学号__________200925030208___ 学生__孙长兴毕业设计（论文）题目三相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB设计及仿真毕业设计（论文）工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法、成果形式，应掌握的原始资料（数据）、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）（纸张不够可加页）1、设计三相桥式全控整流电路（分别带电阻性负载和电感性负载），并对其进行理论分析。
2、对三相桥式全控整流电路进行仿真，验证仿真结果和理论结果是否相符；3、对三相桥式有源逆变电路（带电感性负载）进行仿真分析；4、在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障时观测主电路的各电压波形。
成品形式：1、论文一份2、硬件图（零号图纸）一张指导老师：日期：年月专业（教研室）审批意见：审批人签名：日期：年月目录摘要电力电子技术的应用已深入到国家经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保和人们日常生活的各个领域。
进入新世纪后电力电子技术的应用更加广泛。
以计算机为核心的信息科学将是21世纪起主导作用的科学技术之一，有人预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学的两大支柱。
本文分析了三相有源逆变电路的工作原理以及控制方法，利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。
AbstractT he application of power electronics technology into the national economic construction, transportation, space technology, the modernization of national defense, health care,environmental protection and people's daily lives in various fields. More extensive application of power electronics technology in the new century. Computer as the core of information science will be one of the science and technology play a leading role in the21st century, Some people predict that, with power electronics and motion control, and computer technology together to become the two pillars of the future science.This paper analyzes the working principle of the three-phase active inverter circuit and control method, Using Simulink for modeling three-phase bridge full-controlled rectifier circuit。
三相桥式有源逆变电路的仿真
2011-2012学年第二学期工作室项目研究报告研究题目：三相桥式有源逆变电路的仿真班级：姓名：同组人：指导教师：2012年6月10日1、前言通常把交流电能变换成直流电能的过程称之为整流，而把直流电能变换成交流电能的过程称之为逆变，它是整流的逆过程。
在逆变电路中，按照负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。
Matlab软件是一种用于科学工程的高级语言，也是当今控制系统设计与仿真中重要的工具软件，Matlab提供的仿真工具箱Simulink是一个功能十分强大的仿真软件，可以根据用户的需要方便地为系统建立模型，并且十分直观，仿真精度高，结果准确。
本次工作室项目主要对有源逆变电路进行讨论,并应用Matlab的可视化仿真工具Simulink对三相全桥有源逆变电路进行建模,并对仿真结果进行了分析, 并得出了正确的仿真结果。
采用Matlab 来仿真电力电子技术课程中的传统实验,和传统的硬件实验对比,此实验方法有很大优越性。
2、变换器工作原理所谓逆变，就是要求把负载（电机）吸收的直流电能转变为交流电能反馈回电网。
三相桥式有源逆变电路实质上是三相桥式可控整流电路工作的一个特定状态，三相桥式逆变电路原理图如图1所示。
要使整流电路工作于逆变状态，必须有两个条件：(1)变流器的输出Ud能够改变极性。
因为晶闸管的单向导电性，电流Id不能改变方向，为了实现有源逆变，必须去改变Ud 的电极性。
只要使变流器的控制角α>90°即可。
(2)必须要有外接的直流电源E，并且直流电源E也要可以改变极性，并且|E|>|Ud|。
上述条件必须同时满足，才能实现有源逆变。
图（1）三相桥式有源逆变电路原理图3、仿真模型的建立3.1三相半波可控整流及有源逆变电路的建模和参数设置（1）建立一个新的模型窗口，命名为YYNB。
（2）打开电源模块组,分别复制三个交流电压源到YYNB模型窗口中,重命名为Ua、Ub、Uc。
打开参数设置对话框,按三相对称正弦交流电源要求设置参数(Um=50V、f=50Hz、初相位依次为0°、-120°、-240°)；打开电力电子模块组，复制一个通用变流器桥到YYNB窗口中，选择Thyristor类型，桥的结构选择三相。
三相桥式PWM逆变器仿真研究-城建课设(DOC)
运动控制系统课程设计课题：三相桥式PWM逆变器仿真研究系别：专业：姓名：学号：成绩：河南城建学院目录一、设计目的 (2)二、设计任务及要求 (2)三、方案设计 (2)1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理 (2)2、状态空间模型 (3)3、系统的可控性和可观测性 (6)3.1 可控性判断 (6)3.2 可观测性判断 (6)4、整体方案设计 (7)5、仿真建模 (7)5.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (9)5.3三相逆变电源总体电路仿真建模 (11)6、仿真结果 (11)6.1直流升压斩波电路仿真结果 (11)6.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (12)6.3闭环反馈电路仿真实现结果 (13)6.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (13)四、心得体会 (15)五、参考文献 (16)一、设计目的随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的迅速发展，PWM技术得到了迅速发展，PWM正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，设计简单等一系列有点，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。
PWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。
因此，研究PWM逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。
二、设计任务及要求自拟负载，可选用电机或阻感负载等，画出系统主电路和控制电路的结构图，并进行仿真或实验验证系统的合理性。
三、方案设计1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理Nuuu图1 三相桥式PWM型逆变电路图1是三相桥式逆变电路，这种电路采用双极性控制方式。
U 、V 和W 三相的PWM 控制通常公用一个三角波载波c u ，三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 依次相差120°。
U 、V 和W 各相功率开关器件的控制规律相同，现以U 为例来说明。
当c rU u u >时，上桥臂V1导通，下桥臂V4关断，则U 相相对于直流电源假想中点'N 的输出电压2/'N d U U u = 。
三相电压型桥式逆变电路设计及仿真
三相电压型桥式逆变电路设计及仿真摘要：在电力电子这门技术短短几十年的发展历程中,这门技术应用于工业、电力、铁路、通信、城轨、电网、航天航空等多个领域。
逆变器作为电力电子重要转换装置，即将直流电转变成交流电，往往在其中利用不同的开断控制器件可以在不同场合下满足各种用户的需求。
关键词：三相；电压型桥式；逆变器；电路设计；引言逆变技术是一种应用功率半导体器件将直流电变换为交流电的变流技术。
随着电力半导体器件的发展，逆变技术广泛应用于航空、电动汽车、新能源和并网逆变等方面。
由电力电子功率半导体器件组成的逆变电路是逆变器中的核心部分，由于功率器件处于不停的开关状态，导致逆变电路成为系统的薄弱装置，是主要的失效组件。
在整个逆变系统中，任何一个器件的故障或者损坏都会导致整个电路甚至系统的瘫痪，造成严重的安全事故或经济损失，因此提高功率器件的可靠性是提高整个逆变系统可靠性的重要环节。
1三相逆变器结构本文所研究的三相逆变器采用三相三线制结构，如图1所示，其中Lf和Cf分别为LC滤波器的滤波电感和滤波电容。
三相三线制结构无法直接为单相负荷供电，可采用附加△/Y变压器等方法引出中线。
当负荷为不平衡或非线性负荷时，对图1所示结构来说，电压控制目标是保证三相输出线电压对称。
图1三相逆变器结构2电路设计论文中所探讨的三相电压型桥式逆变器电路，选用一个额定输出功率为3KVA的三相逆变器为主要实验对象。
该实验对象的主要参数如下：（1）直流输入电压：DC800V（2）输出线电压：AC220V±2%（3）输出相电压：AC160V±2%（4）额定输出频率：50HZ（5）额定功率因素：COSφ=0.8（6）额定输出功率：3KVA（7）总谐波畸变率＜5%（8）该实验对象的额定输出功率为3KVA，因为三相电压型桥式逆变器的电路结构为三相对称型，所以可知其每一相的输出功率都为额定功率的1/3。
再根据额定电流的计算公式，可以得到其额定输出电流为：又知道其功率因素，则可得到每相的无功电流Iq和有功电流Ip分别为：在电路运行的时候，要综合考虑多种情况。
三相桥式全控整流及有源逆变电路仿真
三相桥式全控整流及有源逆变电路一、实验目的（1）加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
（2）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
（3）整流电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。
二、实验原理在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不可控整流及心式变压器可在实验装置上获得。
三相桥式全控整流电路的计算公式如下：Ud=2.34U2cosa (0~60o))] (60~120o)Ud=2.34U2[1+cos(α+π3三相桥式有源逆变电路计算公式如下：Ud=2.34U2cos(180o-β)三、实验内容(1)三相桥式全控整流电路。
(2)三相桥式有源逆变电路。
(3)在整流或有源逆变状态下，当触发电路出现故障（人为模拟）时观测主电路的各电压波形。
四、实验仿真三相桥式全控整流系统模型图相关参数设置：（1）交流电压源的参数设置：三相电源的相位互差120o，设置交流峰值相电压为141.4V、频率为50Hz。
（2）负载的参数设置：R=45Ω,L=0H,C=inf（3）通用变换桥参数设置：（4）同步6脉冲触发器的参数设置：（5）常数模块参数设置：观察三相电源电压，三相电源电流，触发信号，负载电流，负载端电压的波形：1.带电阻性负载的仿真（1）控制角为60o时的波形图:（2）控制角为90o时的波形图：（3）控制角为120o时的波形图：2.带电阻电感性负载的仿真负载参数设置：R=45Ω,L=1H,C=inf(1)控制角为60o时的波形图：(2)控制角为90o时的波形图：(3)控制角为120o时的波形图：3.有源逆变带电阻电感性负载的仿真负载参数设置如下：R=45Ω,L=1H,C=inf与负载串联的反电势DC设置为100V(1)控制角为120o时(2)控制角为150o时4.计算Id有效值：5.计算功率因数：6.编写程序，绘制u d（α）曲线:程序：a0=1:5:91;Vd=[];for ii=1:1:19;a=a0(ii);sim('shiyan5',[0,0.1]);Vd=[Vd,Ud(end)];endplot(a0,Vd);负载为电阻电感性负载时u d（α）曲线图（α为0~90o）：。
三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB仿真
三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB 仿真5.1 三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型5.1.1 三相桥式整流及有源逆变电路的原理实验线路如图5-1及图5-2所示。
主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l 、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
集成触发电路的原理可参考有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
图中的R 用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联形式；电感Ld 在DJK02面板上，选用700mH ，直流电压、电流表由DJK02获得。
在三相桥式有源逆变电路中，电阻、电感与整流的一致，而三相不控整流及心式变压器均在DJK10挂件上，其中心式变压器用作升压R图5-1 三相桥式全控整流电路实验原理图R图5-2 三相桥式有源逆变电路实验原理图变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端Am 、Bm 、Cm,返回电网的电压从高压端A 、B 、C 输出，变压器接成Y/Y 接法。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。
其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。
三相桥式整流电路主回路接线图如图所示。
完整的三相桥式全控整流电路由整流变压器，6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成。
六个晶闸管依次相隔60°触发，将电源交流电整流为直流电。
5.1.2三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型三相桥式整流电路及有源逆变的仿真使用了MATLAB模型库中的三相桥和触发集成模块，建立该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型，设置模型参数和观测仿真结果等几个主要阶段，叙述如下：1. 建立仿真模型（1）首先建立一个仿真的新文件。
三相SSPWM逆变电路的建模及应用仿真
三相SSPWM 逆变电路的建模及应用仿真一、电路原理1、三相逆变电路原理图1 采用IGBT 作为开关器件的三相桥式电压型逆变电路。
图1 三相PWM 逆变电路当c rU U U >时，给V1导通信号，给V4关断信号，2/`'d UN U U =； 当c rU U U <时，给V4导通信号，给V1关断信号，2/`'d UN U U -=。
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。
`'UN U 、`'VN U 和`'WN U 的PWM 波形只有2/d U+两种电平。
UV U 波形可由`'UN U 、`'VN U 得出，当1和6通时，UV U =Ud ，当3和4通时，UV U =Ud -，当1和3或4和6通时，UV U =0。
VW U 、WU U 的波形可同理得出。
2、正弦脉冲宽度调制SPWM 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2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。
如图2所示。
tV t v m ωsin )(1=0tω4θ5θππ21θ2θ3θ7θ8θ9θππ210πtωdV dV -)(t v ab (b))(t v 103π1245109876105π107π109π1θ=2θ=0(a)(b)SPWM 等效电压(a)正弦电压312345图2 SPWM 调制原理SPWM 调制方式根据载波三角波的不同，可以分为单极性和双极性两种，分别称为SSPWM 和BSPWM 。
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
纯阻性：
α
30°
U2
139.7
Id
0.66
Ud（记录值）
305
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ud（计算值）
283.1
60° 141.2 0.42 195 165.7
90° 142.2 0.12
55 44.6
七、 实验结果与分析 1.纯阻性 Ud=f（a）的相位图片：
三相桥式全控整流电路带纯电阻负载时的移相范围为 0~120°，当α>60°时，阻感性 质负载时的电压出现负值，但是纯阻性负载的电压 Ud 不会出现负值（而是断续），纯电阻 负载时和阻感性负载时的负载电流有差异，这是因为电感的平波作用导致的，电感越大， 对电流的平直作用越强，输出的 Id 越接近于水平的直线。
关 S2 拨到接地位置（即 Uct=0），调节 PE-11 上的偏移电压电位器 RP，用数字存储示波
器同时观察 A 相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1 的输出波形，使α=170°。
适当增加给定 Ug 的正电压输出，观测 PE-11 上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到
双窄触发脉冲
用 20 芯的扁平电缆，将 PE-11 的“触发脉冲输出”端与“触发脉冲输入”端相连，并
150°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻 R,使得负载电流 Id 保持在 0.6A 左右
注意 Id 不得超过 0.82A、。用示波器观察并记录α=30°、60°及 90°时的整流电压 Ud 和
晶闸管两端电压 Uvt 的波形，并记录相应的 Ud 数值。
3、三相桥式有源逆变电路
六、 实验记录与处理
在三相桥式有源逆变电路中，电阻将并联形式改为串联形式、电感的取值与整流的完全 一致，而三相不控整流及心式变压器均在电源控制屏上，其中心式变压器用作升压变压器， 逆变输出的电压接心式变压器的中压端 Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端 A、B、C 输出，变压器接成 Y/Y 接法。
三相桥式电压型逆变器电路的建模与仿真实验
三相桥式电压型逆变器电路的建模与仿真实验摘要：本文在对三相桥式电压型逆变电路做出理论分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相桥式电压型逆变电路的仿真模型并对其进行分析与研究，用MATLAB 软件自带的工具箱进行仿真，给出了仿真结果，验证了所建模型的正确性。
关键词：逆变；MATLAB；仿真第一章概述1.1电力电子技术顾名思义，可以粗略地理解，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。
电力电子技术中所变换的"电能"和"电力系统"所指的"电力"是有一定差别的。
两者都指"电能"，但后者更具体，特指电力网的"电力"，前者则更一般些。
具体地说，电力电子技术就是对电能进行变换和控制的电子技术。
更具体一点，电力电子技术是通过对电子运动的控制对电能进行变换和控制的电子技术。
其中，用来实现对电子的运动进行控制的器件叫电力电子器件。
目前所用的电力电子器件均由半导体材料制成，故也称电力半导体器件。
电力电子技术所变换的"电力"，功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦，也可以小到数瓦甚至是毫瓦级。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术则主要用于电力变换，这是二者本质上的不同。
1.2电力电子技术的应用（1）一般工业中，采用电力电子装置对各种交直流电动机进行调速，一些对调速性能要求不高的大型鼓风机近年来也采用变频装置以达到节能的目的，除此之外，有些对调速没有特别要求的电机为了避免启动时的电流冲击而采用软启动装置，这种软启动装置也是电力电子装置。
电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水以及电镀装置均需要大容量整流电源。
电力电子产品还大量应用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
三相逆变器仿真
学号：0121111360719课程设计题目三相逆变器仿真学院自动化学院专业自动化班级自动化1103班姓名黄诚指导教师吴勇2014 年 1 月9 日目录1概述及设计要求 (1)1.1概述 (1)1.2设计要求 (1)2方案比较及认证 (2)2.1升压电路模块方案选择 (2)2.2逆变电路方案选择 (2)2.3闭环反馈电路设计 (2)2.4总体电路方案设计 (2)3系统原理说明 (4)3.1升压斩波电路 (4)3.2三相电压型桥式逆变电路 (4)3.3SPWM逆变器的工作原理 (5)3.4S IMULINK仿真环境 (5)4 仿真建模 (7)4.1升压斩波电路仿真建模 (7)4.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (8)4.3闭环反馈电路仿真建模 (8)4.4三相逆变电源总体电路仿真建模 (9)5仿真结果 (11)5.1直流升压斩波电路仿真结果 (11)5.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (11)5.3闭环反馈电路仿真实现结果 (12)5.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (13)6总结 (15)参考文献 (16)三相逆变器仿真1 概述及设计要求1.1 概述电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术的应用范围十分广泛，它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。
PWM控制技术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，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）；面积等效原理是PWM技术的重要基础理论。
本文主要通过对逆变电源的Matlab仿真，研究逆变电路的输入输出及其特性，以及一些参数的选择设置方法。
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
实验二、三相桥式有源逆变电路的仿真实验指导书
三相桥式有源逆变电路的仿真一、实验目的和要求1.掌握三相桥式有源逆变电路的工作原理2.熟练运用MATLAB 中的simulink 模块建立三相桥式有源逆变电路的模型，并通过修改参数，得出相应的波形并分析波形得出结论。
二、实验原理1.三相桥式有源逆变电路图2.1三相桥式有源逆变原理图（b ）输出电压 （c ）触发脉冲 （d ）晶闸管导通情况图2.2三相桥式有源逆变电路相关波形2.3.1逆变工作原理三相桥式逆变电路结构如图2.2(a)所示。
如果变流器输出电压U d 与直流电机电势E D 的极性如图所示（均为上负下正）， 当电势E D 略大于平均电压U d 时，回路中产生的电流I d 为 T a V 1bV 3cV 5u d i d V 4V 6V 2R M＋－E D ＋－(a)R U E I dD d -= （1）电流I d 的流向是从E D 的正极流出而从U d 的正极流入，即电机向外输出能量，以发电状态运行；变流器则吸收能量并以交流形式回馈到交流电网，此时电路即为有源逆变工作状态。
电势E D 的极性由电机的运行状态决定，而变流器输出电压U d 的极性则取决于触发脉冲的控制角。
欲得到上述有源逆变的运行状态，显然电机应以发电状态运行，而变流器晶闸管的触发控制角α应大于π/2，或者逆变角β小于π/2。
有源逆变工作状态下，电路中输出电压的波形如图2.2(b)实线所示。
此时，晶闸管导通的大部分区域均为交流电的负电压， 晶闸管在此期间由于E D 的作用仍承受极性为正的相电压，所以输出的平均电压就为负值。
三相桥式逆变电路一个周期中的输出电压由6个形状相同的波头组成，其形状随β的不同而不同。
该电路要求6个脉冲，两脉冲之间的间隔为π/3， 分别按照1， 2， 3， …， 6的顺序依次发出，其脉冲宽度应大于π/3或者采用“双窄脉冲”输出。
上述电路中， 晶闸管阻断期间主要承受正向电压， 而且最大值为线电压的峰值。
三相桥式全控逆变
实验二三项桥式全控逆变一实验目的（1）加深理解三相桥式全控逆变的工作原理。
（2）了解KC系列集成触发器的调试方法和各点的波形。
（3）了解三相桥式全控逆变电路 MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。
二实验原理实验电路如下图所示。
主电路由三相桥式全控逆变直流电源的三相不可控逆变电路组成，三相桥式全控有源逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
三相全控桥式电路实验图图中的 RP用滑线变阻器接成并联形式，电感LD选用700MH。
在三相桥式有源逆变电路中，电阻电感与整流的一致，而三相不可控的整流及心式变压器可在试验装置上获得，其中心式变压器用做升压变压器，逆变输出的电压接心式变压器的中压端AM,BM,CM，返回电网的电压从高压端A,B,C输出，变压器接成Y/Y 接法。
实验仿真电路图三相桥式全控逆变电路的计算公式如下：UD=2.34U2COS (0~60)UD=2.34U2[1+COS(+)](60~120)三试验仿真1带电阻负载的仿真启动MATLAB6.1，进入SIMULINK后新建文档，绘制三相桥式整流系统模型如下图所示。
双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。
1、交流电压的参数设置三相电源的相位互差120，设置交流峰值相电压为100V，频率60HZ。
2、负载的参数设置R=45欧，L=0H,C=inf3、通用变换器桥参数设置仿真模块的功能通用变换器桥模块是由6个功率开关元件组成的桥式通用三相变换器模块。
功率电子元件的类别和变换器的结构可以通过对话框进行选择。
功率电子元件和变换器类型由Diode桥，Thyristor桥，MOSFET-Diode桥，IGBT-Diode桥，IdealSWITCH桥，桥的结构由单相，两相和三相。
仿真模块的图标，输入和输出通用变换器桥的图标如图3.7.3所示。
模块的输入和输出端取决于所选择的变换器桥的结构。
当A,B,C被选择为输出端，则直流DC(+-)端就是输入端。
一种三相桥式双频逆变器仿真的实现
一种三相桥式双频逆变器仿真的实现随着社会生产的日益发展，对能源的需求量不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出，在近些年来，可再生能源引起了世界各国政府和能源专家的高度重视[1].目前，全世界很多国家都采取了风力发电、光伏发电等分布式发电系统并网运行的措施。
风力发电需要用整流器把风力发电机输出的交流电转换成直流，再把直流逆变成交流。
光伏发电也需要利用逆变器把直流转换成交流再并入电网，并网逆变器是连接发电系统与电网的接口单元，也是研究热点之一。
其中研究新型拓扑与控制方法，使输出电能质量高而同时又提高效率便成为了研究重点[1-4].参考文献[4-6]所研究的传统的并网逆变器主拓扑采用三相全桥逆变器，采用PWM 控制技术使输出电流波形接近正弦，但该逆变器的6 个开关都工作在高频，开关损耗大。
为了减少开关损耗，参考文献[7]采用软开关技术，使逆变器工作在软开关状态，但这会使得逆变电路复杂化。
参考文献[8]采用多电平逆变技术改善输出电压质量，减少了开关损耗，但这又增加了电路结构和控制方式的复杂性，同时由于主电路开关元件数量成倍地增长，不仅增加了系统成本，而且降低了系统的可靠性。
基于双频变换的思想，本文研究了一种新型三相桥式双频逆变器的拓扑结构，并进行理论分析提出其控制策略。
1 双频逆变器拓扑结构及其控制策略1.1 双频逆变器的拓扑结构及工作原理三相桥式双频逆变器是在传统三相桥式逆变电路的基础上构成的，如图1所示。
在该电路图中，Sap~Scn 属于高频逆变桥，工作在高频状态；Slap~Slcn、Lla~Llc 属于低频逆变桥，且开关Slap~Slcn 工作在低频状态。
La、Ca、Lb、Cb、Lc、Cc 构成双频逆变电路的滤波器，Ra、Rb、Rc 为系统。
三相桥式PWM逆变器仿真研究-城建课设
运动控制系统课程设计课题：三相桥式PWM逆变器仿真研究系别：专业：姓名：学号：成绩：城建学院目录一、设计目的 (2)二、设计任务及要求 (2)三、方案设计 (2)1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理 (2)2、状态空间模型 (3)3、系统的可控性和可观测性 (6)3.1 可控性判断 (6)3.2 可观测性判断 (6)4、整体方案设计 (7)5、仿真建模 (7)5.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (9)5.3三相逆变电源总体电路仿真建模 (11)6、仿真结果 (11)6.1直流升压斩波电路仿真结果 (11)6.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (12)6.3闭环反馈电路仿真实现结果 (13)6.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (13)四、心得体会 (15)五、参考文献 (16)一、设计目的随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的迅速发展，PWM技术得到了迅速发展，PWM正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，设计简单等一系列有点，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。
PWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。
因此，研究PWM逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。
二、设计任务及要求自拟负载，可选用电机或阻感负载等，画出系统主电路和控制电路的结构图，并进行仿真或实验验证系统的合理性。
三、方案设计1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理Nuuu图1 三相桥式PWM型逆变电路图1是三相桥式逆变电路，这种电路采用双极性控制方式。
U 、V 和W 三相的PWM 控制通常公用一个三角波载波c u ，三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 依次相差120°。
U 、V 和W 各相功率开关器件的控制规律相同，现以U 为例来说明。
当c rU u u >时，上桥臂V1导通，下桥臂V4关断，则U 相相对于直流电源假想中点'N 的输出电压2/'N d U U u = 。
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2011-2012学年第二学期
工作室项目研究报告
研究题目：三相桥式有源逆变电路的仿真
班级：
姓名：
同组人：
指导教师：
2012年6月10日
1、前言
通常把交流电能变换成直流电能的过程称之为整流，而把直流电能变换成交流电能的过程称之为逆变，它是整流的逆过程。
在逆变电路中，按照负载性质的不同，逆变分为有源逆变和无源逆变。
Matlab软件是一种用于科学工程的高级语言，也是当今控制系统设计与仿真中重要的工具软件，Matlab提供的仿真工具箱Simulink是一个功能十分强大的仿真软件，可以根据用户的需要方便地为系统建立模型，并且十分直观，仿真精度高，结果准确。
本次工作室项目主要对有源逆变电路进行讨论,并应用Matlab的可视化仿真工具Simulink对三相全桥有源逆变电路进行建模,并对仿真结果进行了分析, 并得出了正确的仿真结果。
采用Matlab 来仿真电力电子技术课程中的传统实验,和传统的硬件实验对比,此实验方法有很大优越性。
2、变换器工作原理
所谓逆变，就是要求把负载（电机）吸收的直流电能转变为交流电能反馈回电网。
三相桥式有源逆变电路实质上是三相桥式可控整流电路工作的一个特定状态，三相桥式逆变电路原理图如图1所示。
要使整流电路工作于逆变状态，必须有两个条件：
(1)变流器的输出Ud能够改变极性。
因为晶闸管的单向导电性，电流Id不能改变方向，为了实现有源逆变，必须去改变Ud 的电极性。
只要使变流器的控制角α>90°即可。
(2)必须要有外接的直流电源E，并且直流电源E也要可以改变极性，并且|E|>|Ud|。
上述条件必须同时满足，才能实现有源逆变。
图（1）三相桥式有源逆变电路原理图
3、仿真模型的建立
3.1三相半波可控整流及有源逆变电路的建模和参数设置
（1）建立一个新的模型窗口，命名为YYNB。
（2）打开电源模块组,分别复制三个交流电压源到YYNB模型窗口中,重命名为Ua、Ub、
Uc。
打开参数设置对话框,按三相对称正弦交流电源要求设置参数(Um=50V、f=50Hz、初
相位依次为0°、-120°、-240°)；打开电力电子模块组，复制一个通用变流器桥到
YYNB窗口中，选择Thyristor类型，桥的结构选择三相。
（3）打开附加模块组中的控制模块，复制一个同步六脉冲发生器到窗口中。
从输入源模块组中复制两个常数模块到窗口中，一个常数设置为0，一个设置为30.从数学运算模块组中复制一个Gain模块，参数设置为10，即将六路脉冲放大了10倍，使触发脉冲的功率满足晶闸管触发要求；再复制三个电压表模块，将三相线电压同步。
（4）打开电源模块组，复制一个直流电源到YYNB窗口中，设置参数为50V。
（5）打开元件模块组，复制一个RLC元件，参数设置为，R=2Ω，L=0.01H,C=inf，即为阻感性负载。
（6）打开测量模块组，分别复制一个电流表和一个电压表。
在sinks模块组中复制一个示波器到窗口中。
（7）所有元件复制完成之后，通过适当连线之后得到如图2所示的仿真模型。
图（2）三相桥式有源逆变电路的MATLAB仿真模型
3.2 三相桥式有源逆变电路的仿真
打开仿真参数窗口,选择ode23tb算法,相对误差设置为1e-03,开始仿真时间设置为0,停止仿真时间设置为0.08s,α=30°、90°、120°、150°，参数设置完毕后,启动仿真。
4、仿真结果分析
启动仿真之后，点击示波器，观察负载电压，电流的波形，α所取不同角度的仿真波形分别如以下各图所示。
图（3）α=30°仿真波形图（4）α=60°仿真波形图（5）α=90°仿真波形
图（6）α=120°仿真波形
图（7）α=150°仿真波形
从仿真结果可以看到，α=30°和α=60°时，电路工作在整流状态，负载电压为正值，变流电路输出电压波形正面积大于负面积,平均电压大于零。
当α=120°和α=150°时，负载电压为正值，输出电压波形正面积大于负面积，平均电压为负，电路工作在逆变状态；α=90°时，电路工作在中间状态，平均电压为0。
5 、结论
通过以上的仿真过程分析，得到三相桥式有源逆变电路实质上是三相桥式整流电路工作于移相控制角α>90°,且存在一个极性与晶闸管导通方向一致的反电动势时的特殊情况。
利用Matlab/Simulink对三相桥式可控整流及有源逆变电路的仿真结果进行了详细分析, 并且只需改变负载参数及移相控制角范围就可实现整流电路的仿真，验证了仿真结果的正确性。
6、心得体会
采用Matlab/Simulink对三相半波有源逆变电路进行仿真分析,避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程,使得仿真运算更加方便快捷。
同时,能用Scope随时地观察仿真波，使得仿真更具
有直观性，实性。
通过这次课题研究，激发我们学习电力电子技术的兴趣,使我对整流电路和逆变电路有了深刻的理解，提高了对MATLAB软件的操作能力。
应用Matlab/Simulink进行仿真,在仿真过程中可以灵活改变仿真参数,并且能直观地观察到仿真结果随参数的变化情况,适合电力电子技术的教学和研究工作。
7、参考文献
【1】《电力电子与MATLAB 仿真》周渊深. 北京: 中国电力出版社,2004.
【2】《电力电子技术》王兆安, 刘进军. 北京: 机械工业出版社,2009.。