三相逆变

武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

目录

1 概述......................................................... ........................................................... .. (1)

2 方案论证......................................................... .. (3)

2.1 升压电路模块方案选择......................................................... .. (3)

2.2 逆变电路方案选择......................................................... . (3)

2.3 闭环反馈电路方案设计......................................................... .. (3)

2.4 总体电路方案设计......................................................... . (3)

3 仿真建模......................................................... .. (5)

3.1 升压斩波电路仿真建模......................................................... . (5)

3.2 三相桥式PWM 逆变电路仿真建模......................................................... .. (6)

3.3 闭环反馈电路仿真建模......................................................... .. (8)

3.4 三相逆变电源总体电路仿真建模......................................................... .. (9)

4 仿真结果......................................................... (10)

4.1 直流升压斩波电路仿真结果......................................................... .. (10)

4.2 三相桥式PWM 逆变电路仿真实现结果.......................................................

10

4.3 闭环反馈电路仿真实现结果......................................................... (11)

4.4 三相逆变电源总体仿真实现结果......................................................... (11)

5 结束语......................................................... ........................................................... ..13

参考文献......................................................... ........................................................... ..14

武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

1

三相逆变器仿真

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。电力电子器件的发展经

闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。目

前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子

器件相比，IGBT 具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特

点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、

精细光刻等。IGBT 最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。它

的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。尽管IGBT 模块在大功率应

用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引

线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外，绝缘材料的缺陷也是一个问题。

电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW 甚至GW，也可以小到数W 甚至

1W 以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于电力变换。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。

逆变器也称逆变电源，是将直流电能转变成交流电能的变流装置，是太阳能、风力发

电中的一个重要部件。随着微电子技术与电力电子技术的迅速发展，逆变技术也从通过直

流电动机——交流发电机的旋转方式，发展到晶闸管逆变技术，而今的逆变技术多采用了

MOSFET、IGBT、GTO、IGCT、MCT 等多种先进且易于控制的功率器件，控制电路也从

模拟集成电路发展到单片机控制甚至采用数字信号处理器（DSP）控制。各种现代控制理

论如自适应控制、自学习控制、模糊逻辑控制、神经网络控制等先进控制理论和算法也大

量应用于逆变领域。其应用领域也达到了前所未有的广阔，从毫瓦级的液晶背光板逆变电

路到百兆瓦级的高压直流输电换流站；从日常生活的变频空调、变频冰箱到航空领域的机

载设备；从使用常规化石能源的火力发电设备到使用可再生能源发电的太阳能风力发电设

备，都少不了逆变电源。毋庸置疑，随着计算机技术和各种新型功率器件的发展，