基于simulink的三相spwm逆变器的建模与仿真
基于Simulink的三相逆变SVPWM的仿真实现(精)
Simulink 是MTALAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在实际设计之前利用Simulink 进行仿真不仅可以降低设计成本，还能及时发现设计中存在的问题，加以改正。
本文给出了基于Simulink 的SVPWM控制策略仿真的全过程和结果。
1SVPWM 的原理介绍SVPWM ，即空间电压矢量控制法，它的主要思想［1］是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM 波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
传统的SPWM 方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而空间电压矢量控制法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
相比于传统的SPWM 法，SVPWM 有如下特点［2］：1）在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个器件，所以开关损耗小。
2）利用电压空间矢量直接生成三相PWM 波，计算简单。
3）逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的SPWM 逆变器输出电压高15％SVPWM 控制的实现［3］通常有以下几步：（1）坐标的变换三相逆变系统有三组桥臂，设a 、b 、c 分别表示三组桥臂的开关状态，上桥臂导通下桥臂关断时其值为1，反之则为0。
那么可以得到三相逆变器输出的相电压和线电压之间的关系如下：V a V b V c 22222222＝V dc 2－1－1－12－1－1－1222a b 22c（1）其中，V dc 为逆变桥直流电压，令U＝[a，b ，c]表示一个矢量，当a 、b 、c 分别取1或者0的时候，该矢量就有8中工作状态，分别为[0，0，0]，[0，0，1]，[0，1，0]，[0，1，1]，[1，0，0]，[1，0，1]，[1，1，0]，[1，1，1]，如果我们用U 0和U 7表示零矢量，就可以得到6个扇区，三相控制可以用一个角速度为W＝2πF 的空间矢量电压U 表示，当U 遍历圆轨迹时，形成三相瞬时输出电压，理论证明，当U 落入某一扇区后，用该扇区两边界矢量和零矢量去合成U 可以得到最佳合成效果。
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。
(完整版)三相逆变器SPWM的仿真
目录一摘要 (2)二三项逆变器SPWM调制原理 (2)三SPWM逆变电路及其控制方法 (2)3.1SPWM包括单极性和双极性两种调制方法 (2)3.2调制法 (3)3.3特定谐波消去法 (4)四三相桥式逆变器SPWM调制的仿真型 (5)4.1SUBSYSTEM封装模块 (6)4.2SUBSYSTEM1封装模块 (7)五三相桥式逆变器SPWM调制的仿真波形 (7)六频谱分析 (14)6.1对相电压UN’、VN’、WN’输出电压进行谐波分析 (14)6.2对负载的线电压U UV、U VW、U WU的输出波形进行谐波分析 (16)6.3负载VN的相电压UN、VN、WN输出波形进行谐波分析 (17)七结语 (19)八参考文献 (19)三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真一摘要：在电力电子技术中，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波形（含形状和幅值）。
本论文以三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真为例，通过运用了Matlab/Simulink和Power System Block(PSB)电力系统模块集工具箱仿真环境，对电路进行建模、计算和仿真分析。
通过调节载波比N，用示波器观看输出波形的改变。
另外，采用subplot作出相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，并加以分析。
关键词：PWM 三相逆变器载波比N 示波器仿真波形二三相逆变器SPWM调制原理在采样控制理论中有一个重要的结论：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。
图1中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其效果是相同的，是指环节的输出响应波形基本相同。
重要理论基础——面积等效原理a)矩形脉冲b)三角脉冲c)正弦半波脉冲d)单位脉冲函图1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲三SPWM逆变电路及其控制方法3.1 SPWM包括单极性和双极性两种调制方法（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。
电压型三相SPWM逆变器建模和仿真研究
* * * 学 院本科毕业设计（论文）作者姓名 指导教师学科门类 所学专业 题 目代分类号学号 密级 提交论文日期成绩评定 Voltage-source SPWM Inverter电压型三相逆变器就是供给逆变器的交流电源是三相电电源， SPWM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，使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，并能够消除谐波，且设计简单等一系列的优点，SPWM 正弦脉宽调制法是一种比较好的波形改善的方法。
SPWM正弦脉宽调制法的出现为中型和小型逆变器的快速发展起到了一个重要的推动作用。
伴随着电力电子技术的高速发展，电压型三相SPWM逆变器已被广泛应用在各个领域之中，并且SPWM技术已经成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。
通过电压型三相SPWM逆变器建模和仿真研究这项课题，能够加强自己对电压型三相SPWM逆变器控制原理和建模进行深入理解，并提高自己在三相电压逆变方面的计算机仿真能力，为今后自己从事交流电机控制与电源逆变相关工作打下良好的基础。
关键词：电压型；频率；SPWM；逆变器The AC power supply voltage three-phase inverter is supplied to the inverter is three-phase electric power supply, the technology of SPWM sine pulse width modulation method is simple in principle, strong versatility, with fixed switching frequency, control and regulation performance, so that the output voltage harmonic component contains only the fixed frequency, and can eliminate the harmonic, and has the advantages of simple design a series of, SPWM sine pulse width modulation method is a good waveform improvement. SPWM sine pulse width modulation method for the rapid development of medium and small inverter plays an important role in promoting. Along with the rapid development of power electronic technology, three-phase voltage-source SPWM inverter has been widely used in various fields, and the SPWM technology has become the most widely used PWM technology of inverter.Through research on Modeling and Simulation of three-phase voltage-source SPWM inverter this subject, it can make me have a strength to voltage three-phase SPWM inverter control principle and modeling a more depth understanding, and it can improve myself in the three-phase voltage inverter aspects of computer simulation ability, which can make me have a good foundation of engaged in AC motor control and power inverter related work.Key words: Voltage type; frequency SPWM; Inverter目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 引言 (1)2 电压型三相SPWM逆变器的工作原理及控制方法 (1)2.1 三相电压型逆变器电路 (1)2.2 SPWM控制的基本原理 (4)2.3电压型三相SPWM逆变器的实现及控制 (6)3 电压型三相SPWM逆变器的建模与仿真 (8)3.1 Simulink软件的介绍 (8)3.2 电压型三相SPWM逆变器的建模和仿真 (9)4 总结 (16)参考文献 (17)谢辞 (18)1 引言近年来，随着大功率全控型电力电子器件的研究与开发成功和应用技术的不断成熟，电能变换技术得到了突破性的进展，在一些领域中，已经开始使用各种新型逆变器电源，其中，也包括电动机。
SPWM于单相全桥及其三相电压型桥式逆变电路的simulink仿真应用
SPWM于单相全桥及其三相电压型桥式逆变电路的应用11级电牵3班xx 关键字：单相桥三相桥全控逆变SPWM simulink本次实验主要为利用simulink中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相全桥逆变电路和三相电压型桥式逆变电路，单相电路的功能是将直流电逆变为交流电，而三相逆变电路则是在单相的基础上变为三相，功能更加完善。
在逆变电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。
如果通过实验来验证，需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤，这样使得设计耗资大，效率低，周期长。
现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。
Matlab 是一种计算机仿真软件，它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
Simulink 是基于框图的仿真平台，它挂接在Matlab 环境上，以Matlab 的强大计算功能为基础，用直观的模块框图进行仿真和计算。
其中的电力系统（Power System）工具箱是专用于RLC电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。
以Matlab7.0 为设计平台，利用Simulink 中的Power System工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。
一、电路工作原理1.SPWM电路工作原理同步调制——N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。
f变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。
三基本同步调制方式，r相，公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称。
为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数。
当N=9时的同步调制三相PWM波形如上图所示。
2.逆变电路工作原理1）IGBT单相电压型全桥无源逆变电路原理分析单相逆变电路主要采用桥式接法。
它的电路结构主要由四个桥臂组成，其中每个桥臂都有一个全控器件IGBT和一个反向并接的续流二极管，在直流侧并联有大电容而负载接在桥臂之间。
基于Simulink的三相SPWM逆变器的建模与仿真
基于Matlab/Simulink 的三相SPWM 逆变器的建模与仿真姓 名：** （班级：**）【摘要】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，SPWM 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。
SPWM 技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM 技术。
因此，研究SPWM 逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。
本文主要通过对三相SPWM 逆变器的Matlab/Simulink 建模与仿真，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。
关键词：SPWM 三相逆变器 Mmatlab/Simulink 建模与仿真 1．三相电压型桥式逆变电路该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载波c u ，三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 一次相差120°。
U 、V 和W 各相功率开关器件的控制规律相同，现以U 相为例来说明。
当rU u >c u 时，给上桥臂1V 以导通信号，给下桥臂4V 以关断信号，则U 相相对于直流电源假想中点'N 的输出电压2/'d UN U u =。
当rU u <c u 时，给4V 以导通信号，给1V 以关断信号，则2/-'d UN U u =。
1V 和4V 的驱动信号始终是互补的。
当给1V （4V ）加导通信号时，可能是1V （4V ）导通，也可能是二极管1D V （4D V ）续流导通，这要由阻感负载中电流的方向来决定。
Simulink的SPWM逆变电源的建模与仿真-论文
ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｒ ａ ｉ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ，ｂ ｕ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｉ ｔ ｅ ｒ
正 弦波峰值 ， 为三角波峰值 。 当载波频率远高于输 出电压基波频率且调制深度 尺≤１时 ， 可
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ａｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ５
以及调制模 型的构建提供依据 … ， 对 改善 逆变电源性能具有重要
意义 。
件通 断 的 信 号 的
获取方 法一 般有 ：
等面积 采样 法 ， 规 则采样 法 ， 自然 采 样法。 自然 采 样
法是 按 照 Ｓ Ｐ ＷＭ ｆ ）
＾ ＾ ＾ ＾ ＾ ＾一 ｌ Ｖ ｙ ｌ Ｖ Ｕ ｆ 疽
０ 引 言
在 光伏发 电系统 中， 并网逆变器作为光伏 电池 与电 网的接 口 装置 ， 将光伏 电池的直 流 电能转换成 交流 电能并 传输 到 电网上 ，
起着至关重 要的作用 。随着逆变技术 的迅速发展 ， 尤其 是正 弦脉 宽调制技术 （ Ｓ Ｐ ＷＭ） 的出现 ， 以其输 出谐波小 、 噪声 小 、 结构简单
ｊ
本文从工程 的角度 出发 ， 基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ对 逆变 电源输 出 电 压、 输 出电流 中的谐波及 其产生 规律进 行 了较为详 尽 的分析 ， 为 寻求更加有效 的谐 波抑制 策略 和设 计变频 电源 的滤 波器提 供理 论参考 。
基于PWM逆变器的Simulink仿真
基于 PWM逆变器的 Simulink仿真摘要：在本次设计中，用到MATLAB中的Simulink中的Sim Power Systems工具箱中的电力电子器件进行的仿真，然后通过斩波电路将波形进行优化，即将其幅值增高然后通过逆变将其转换为50赫兹的交流电，在各方面再详细的分析和设计，并且考虑到会出现直流不平衡等方面，通过理论查找以及MATLAB的仿真实验来说明这个方法可以更优方式将输入110V直流转换成220V、50赫兹的单相交流电。
关键词：逆变；MATLAB仿真；PWM控制0 引言晶闸管相控整流电路的I滞后U，而且他的功率角随着触发脉冲的触发时间即触发角的变大而变大,功率因数变低，对电网的运行造成影响。
而利用SPWM正弦脉宽调制技术，可以很好减小对电网的影响，因此研究SPWM正弦脉宽调制意义重大。
1设计方案的论证与选择1.1总体设计思路高频变压器。
将输入的110V直流电压升高,经过逆变过程和滤波电路的转换变成需要的输出。
1.2 直流变直流电路的方法选择及原因方案：直流变直流电路也可以叫做直流斩波电路，他的基本原理是利用直流斩波器，从而实现了直流直流变换，通过相关电力电子器件的快速通断等相关操作，将直流恒定电压进行斩波过程，从而得到想要的脉冲波形，并且可以利用滤波来进一步优化波形，而直流波形的脉冲宽度是可以通过改变电力电子元件的开通与关断的动作频率来调整，从而使得电压以及电流的平均值得到想要的变化，总的来说，直流变直流是将直流电改成另一种可以调整电压与电流均值的直流电。
原因:利用升压斩波电路优点是该电路结构不复杂，而且其相对损失少，并且效率还比较高，并且滤波后还能有效减少了谐波的电流噪声的工作。
1.3逆变电路的方法选择以及原因方法：全桥逆变电路如图所示，这个逆变电路有T1,T2,T3,T4四个开关元件，另T1，T4一起导通，T2,T3一起导通，而且他们一起交替导通，然后将直流的电压改变为峰值为Uin的交流电压，然后进行输入，通过改变占空比，相当于调整了输出电压Uout。
三相电压型SPWM逆变器的仿真
(2)逆变电源输出的线电压Vab-inv;
(3)加在负载上的线电压Vab-bad
从波形图上可以看出，负载电压非常接近正弦波，这是由于LC滤波器大大减少了逆变电源输出电压的谐波。
为了对输出特性进行分析，在仿真结束后，利用快速傅里叶变换（FFT）对上述3个电压波形的谐波成分进行分析，它们各次谐波含量如图（6）所示。
Matlab软件具有强大的数值计算功能，本文利用Matlab软件中的Simulink和Power System Blochset建立位一个三相电压型SPWM逆变电源建立系统仿真模型，并对其输出特性进行仿真分析。
二、工作原理
三相电压型SPWM逆变电源系统的原理，如图（1）所示。
它的主要功能是将直流电压变换成交流电压，采用SPWM控制策略，调压控制器采用数字式PI控制，实时地调节逆变输出电压的幅值，以满足实际的要求。系统的主回路选择IGBT作为开关器件，为了减少输出电压的谐波，逆变电源输出接有串联谐振滤波电路。
参考文献：
（1）洪乃刚.电力电子、电机控制系统的建模和仿真【M】.北京：机械工业出版社
（2）王云亮，周渊深，舒志兵.电子技术【M】.北京：电子工业出版社
（3）钱平，孙国琴，胡春慧.交直流传动控制系统【M】.北京：高等教育出版社
（4）王兆安，黄俊.电力电子技术【M】.4版.北京：机械工业出版社
（5）李华德.交流调速控制系统【M】.北京：电子工业出版社
三、系统仿真模型的建立
利用Matlab软件中的Simulink和Power System Blochset构建三相SPWM逆变电源的电路模型，如图（2）所示。
这一系统是由AC-DC和DC-AC两部分组成，60HZ的交流电通过整流器送到逆变器，再由逆变器的输出经过LC滤波器供电给一个交流负载6路IGBT模块选用PSB库的子库Power Electronics中的UniversalB属性Power Electronics Device改为IGBT/D DDE即可。其他的参数可以根据自己的实际需要来设置。模型中关键点的部分就是电压调节系统，模型如图（3）所示。
基于Simulink的三相SPWM逆变器的建模与仿真
基于Matlab/Simulink 的三相SPWM 逆变器的建模与仿真姓 名：** （班级：**）【摘要】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，SPWM 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。
SPWM 技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM 技术。
因此，研究SPWM 逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。
本文主要通过对三相SPWM 逆变器的Matlab/Simulink 建模与仿真，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。
关键词：SPWM 三相逆变器 Mmatlab/Simulink 建模与仿真 1．三相电压型桥式逆变电路该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载波c u ，三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 一次相差120°。
U 、V 和W 各相功率开关器件的控制规律相同，现以U 相为例来说明。
当rU u >c u 时，给上桥臂1V 以导通信号，给下桥臂4V 以关断信号，则U 相相对于直流电源假想中点'N 的输出电压2/'d UN U u =。
当rU u <c u 时，给4V 以导通信号，给1V 以关断信号，则2/-'d UN U u =。
1V 和4V 的驱动信号始终是互补的。
当给1V （4V ）加导通信号时，可能是1V （4V ）导通，也可能是二极管1D V （4D V ）续流导通，这要由阻感负载中电流的方向来决定。
三相双极性SPWM逆变电路的建模及应用仿真
三相双极性SPWM逆变电路的建模及应用仿真由题目中的“应用仿真〞，自己产生如下思路：参照实际并网逆变单元的电路框图，基于Matlab/Simulink搭建以并网为目的的三相双极性SPWM逆变电路模型。
所参照实物为宝丰公司SGI-50KT并网逆变器，如图1所示；对应电路框图如图2所示。
图1所参照实物图片图2实物对应电路框图注：〔1〕搭建模型中，以理想电流源代替电路框图中逆变桥左侧局部；〔2〕因模型中无控制回路，故没有考虑电磁兼容问题，因此用LCL滤波器代替电路框图中的EMC滤波器；〔3〕搭建模型中未添加电抗器。
2.根本理论逆变器工作原理：整个实验在三相桥式逆变电路下进展，如图3，电感电阻性负载，A 、B 、C 相的上下桥臂轮流导通。
当1VT 导通，4VT 截止时，a 点电位位Ud/2；当4VT 导通，1VT 截止时，a 点电位位-Ud/2。
同理可得b 、c 点的电位。
通过控制六个管子的导通时间，到达逆变效果。
图 3逆变器原理图PWM 是六个VT 管子的触发信号，此信号是通过调制信号〔即正弦波〕和载波〔三角波〕的比拟得到的，分析1VT 管的通断情况：当正弦波r u 比三角载波c u 大的时候比拟器输出1，1VT 导通，否那么，比拟器输出0，1VT 关断。
同理4VT 导通情况只要与1VT 反相即可。
SPWM 原理如图4所示：图4 SPWM 原理图3.仿真模型〔1〕主电路模型如图5：图5主电路模型其中，由左至右依次为三相逆变器模块、隔离变压器模块、LCL滤波器模块、三相测量及负载模块。
〔2〕SPWM发生器单元图 6 SPWM控制信号封装图对应原理在“2.根本原理〞中已经有表达，发生器效果图如图7所示，其中等腰三角形载波频率为6000Hz，载波比为120。
图 7 SPWM 效果图〔1〕IGBT 参数如图8所示：图 8 IGBT 参数〔2〕隔离变压器参数如图9所示：图 9隔离变压器参数〔3〕LCL 滤波器参数：图10 滤波器电感参数图11 滤波器电容参数图12滤波器附带电阻参数〔4〕负载参数图13负载参数负载参数参照电网实际功率因数确定：有功功率10000W，感性无功4000Var，可计算出负载功率因数约为0.928，与电网实际功率因数接近。
三相SPWM逆变器仿真报告
电力电子建模仿真报告
一、仿真要求
设计一个三相SPWM逆变器，使得输出相电压100Hz，有效值220V，负载RL类型（R=50Ω，L=10mH）直流母线电压540V，观察输出电流波形，对电流电压进行谐波分析。
二、仿真模型
图1 SPWM三相逆变电路仿真模型
三、仿真分析
设置参数，即将调制波频率设为100Hz，载波频率设为基波的30倍（载波比N=30），即3000Hz，m=0.9，负载RL类型（R=50Ω，L=10mH），直流母线电压540V，在powergui 中设置为离散仿真模式，采样时间设为1e-006s，运行仿真模型。
双击powergui，选择FFT 分析。
图2 SPWM三相逆变电路输出A相电流a I的波形
图3 SPWM三相逆变电路输出A相电流a I的FFT分析
U的波形图4 SPWM三相逆变电路输出A相电流a
U的FFT分析
图5 SPWM三相逆变电路输出A相电流a
由上面分析可知，电流谐波分布中最高的为28次谐波，最高频率为3000Hz时的THD=12.63%，输出电流近似为正弦波。
电压谐波分布中最高的为28次谐波，最高频率为3000Hz时的THD=79.22%。
四、仿真总结
通过适当的参数设置（如载波比N、调制度m等），运用SPWM控制技术，可以有效减小输出电压和输出电流的谐波分量，改善输出波形，可以很好的实现逆变电路的运行要求。
基于Simulink的三相逆变SVPWM的仿真实现(精)
Simulink 是MTALAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在实际设计之前利用Simulink 进行仿真不仅可以降低设计成本，还能及时发现设计中存在的问题，加以改正。
本文给出了基于Simulink 的SVPWM控制策略仿真的全过程和结果。
1SVPWM 的原理介绍SVPWM ，即空间电压矢量控制法，它的主要思想［1］是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM 波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
传统的SPWM 方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而空间电压矢量控制法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
相比于传统的SPWM 法，SVPWM 有如下特点［2］：1）在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个器件，所以开关损耗小。
2）利用电压空间矢量直接生成三相PWM 波，计算简单。
3）逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的SPWM 逆变器输出电压高15％SVPWM 控制的实现［3］通常有以下几步：（1）坐标的变换三相逆变系统有三组桥臂，设a 、b 、c 分别表示三组桥臂的开关状态，上桥臂导通下桥臂关断时其值为1，反之则为0。
那么可以得到三相逆变器输出的相电压和线电压之间的关系如下：V a V b V c 22222222＝V dc 2－1－1－12－1－1－1222a b 22c（1）其中，V dc 为逆变桥直流电压，令U＝[a，b ，c]表示一个矢量，当a 、b 、c 分别取1或者0的时候，该矢量就有8中工作状态，分别为[0，0，0]，[0，0，1]，[0，1，0]，[0，1，1]，[1，0，0]，[1，0，1]，[1，1，0]，[1，1，1]，如果我们用U 0和U 7表示零矢量，就可以得到6个扇区，三相控制可以用一个角速度为W＝2πF 的空间矢量电压U 表示，当U 遍历圆轨迹时，形成三相瞬时输出电压，理论证明，当U 落入某一扇区后，用该扇区两边界矢量和零矢量去合成U 可以得到最佳合成效果。
基于MATLAB_SIMULINK三相交流异步电机SPWM控制调速的仿真与研究
基于MATLAB_SIMULINK实现三相交流异步电机SPWM调速控制的仿真与研究课程名称：电气工程课程设计基于MATLAB_SIMULINK三相交流异步电机SPWM控制调速的仿真与研究一．PWM控制的基本原理在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲在具有惯性的环节上，其效果基本相同。
冲量即指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常相近，仅在高频段略有差异。
当窄脉冲的形状不同，而它们的面积相等，那么，当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时，其输出响应基本相同。
当窄脉冲变为单位冲击函数时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。
脉冲越窄，各脉冲响应波形的差异也越小。
如果周期性的施加脉冲，则响应也是周期的，用傅里叶级数分解后将可看出各波形在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
上述原理即称之为面积等效原理，它是PWM控制技术的重要理论基础。
下面分析如何使用一系列等副不等宽的脉冲来代替一个正弦波。
将正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列利用相同数量的等副而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半波部分面积相等，而得到一系列的脉冲序列，即PWM波形。
根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。
对于正弦半波的负半周，也可以用同样的方法得到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，也称之为SPWM（Sinusoidal PWM)波形。
二．电压型PWM逆变电路及其控制方法本实验采用调制法，即把希望输出的波形（正弦波）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。
三相无源电压型SPWM逆变器的构建及其MATLAB仿真
三相无源电压型SPWM逆变器的构建及其MATLAB仿真摘要：本文简要介绍了三相无源电压型SPWM输出的逆变器的构建和工作方式及其MATLAB 仿真。
关键词：三相逆变器正弦脉宽调制(SPWM)技术MATLAB仿真Abstract: This paper introduces briefly the construction of 3-phase inverter which output SPWM wave and the MATLAB-based simulation.Key word:Three-phase inverter Sinusoidal Pulse Width Modulation Power electronic technology1逆变器1.1逆变器的概念逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
[1]1.2逆变器涉及的技术逆变器的构建应用了电力电子学科中的很多关键技术。
电路中电流的可控流通断开的过程中应用了多种可控硅类型的电力电子器件；开关的控制过程应用了基于微处理器的现代控制技术；对于正弦波形的仿制过程应用了正弦波脉宽调制（SPWM）技术等等。
1.3逆变器的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
4)按逆变主开关器件的类型，可分为晶闸管逆变、晶体管逆变、场效应管逆变等等。
5)按输出稳定的参量，可分为电压型逆变和电流型逆变。
6)按输出电压或电流的波形，可分为正弦波输出逆变和非正弦波输出逆变。
三相SPWM逆变器的仿真
Matlab/Simulink是在电力电子系统级仿真中使用较为广泛的一种仿真软件，利用仿真软件对于三相SPWM逆变器进行仿真，可以对逆变器的参数设置以及其输出特性进行研究。
【关键词】SPWM 三相逆变器 Mmatlab/Simulink 建模与仿真1 电力电子技术的发展变流技术和电力电子器件制造技术是电力电子技术两块主要的分支，其中电力电子器件的制造技术更是电力电子技术发展的基础，从最早的半控型器件晶闸管（SCR），到具有划时代意义的全控型器件绝缘栅双极晶体管（IGBT）再到最新型的MOS控制晶闸管（MCT）、静电感应晶体管（SIT）、集成门极换流晶闸管（IGCT），无不对电力电子电路性能的飞跃性提升，新应用领域的开拓起着决定性的作用，可以毫不夸张的说电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。
2 逆变器概述PWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），脉冲一般指的是方波脉冲，通过调节其占空比，就可以改变等效输出电压的大小。
现在电机调速广泛应用这一技术。
PWM控制的基本原理基于采样控制定理中的惯性定律：惯性环节在一系列的窄脉冲的作用下，其在一段时间内的动态行为与等效波形基本相同。
PWM调制的这种性质应用在逆变电路上时，通过数字信号处理芯片DSP对全控器件（IGBT等电力电子器件）的关断进行控制，可以在电路中施加一系列的窄脉冲，这样的窄脉冲经傅里叶分解以后主要的能量集中在电路所需要的特定低频电压电流中（50Hz），而产生的高频电压电流很容易便可以被滤波电路滤除。
3 三相电压型桥式逆变电路3.1 电路拓扑分析三相电路的三相U、V、W行为是对称的，相互之间互差120个电角度。
这里以U相为例，通过双极性调制方式来控制电路的开闭状态。
通过外电路提供给调制电路一个三角波载波uc，通过对载波电压urU和调制信号幅值的比较，来决定全控器件的开通和关闭行为。
在U相上下的两个桥臂是互补导通的，当uc>urU，上桥臂V1导通，下桥臂V1关断，反之亦然。
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。
基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文
基于SPWM三相逆变器的仿真与设计-电路与系统专业论文本文介绍了基于SPWM（Sinusoidal ___）三相逆变器的仿真与设计。
论文首先阐述了研究的背景，包括三相逆变器在工业和电力系统中的应用。
然后确定了论文的目的，即通过仿真与设计探索SPWM三相逆变器的性能和特性。
根据此目的，采用了相应的方法，包括建立逆变器的数学模型、实施SPWM控制策略以及进行仿真和设计。
最后，通过实施所提出的仿真与设计方法，得出了相应的结果。
本文的研究对于理解和优化基于SPWM三相逆变器的电路与系统具有重要的意义。
关键词：SPWM，三相逆变器，仿真，设计，性能，特性该论文旨在研究基于SPWM（___）三相逆变器的仿真与设计。
本部分将介绍研究的背景和相关的文献综述，阐明研究的目的和意义。
该部分将介绍使用的研究方法和仿真工具，以及实验的设计和参数设置等。
该部分将介绍仿真和设计的过程，并展示结果和讨论。
在本研究中，我们采用了SPWM （Sinusoidal ___）技术，设计了一个三相逆变器电路。
我们使用了模拟仿真软件来验证电路的性能和波形输出。
首先，我们搭建了逆变器的电路图，并配置了相应的元件和参数。
然后，我们使用SPWM技术来产生需要的输出波形。
通过调整占空比和频率，我们可以调节输出电压的幅值和频率。
接下来，我们进行了仿真实验。
我们改变了载荷的变化情况，通过观察输出波形和性能参数，评估了逆变器的稳定性和效率。
根据我们的仿真实验，我们得出了以下设计结果：输出波形：通过SPWM技术，我们成功地实现了三相逆变器的正弦波输出。
输出波形的幅值和频率可以根据需要进行调节。
稳定性分析：我们对逆变器在不同载荷情况下的稳定性进行了分析。
结果表明，在正常工作范围内，逆变器可以稳定地输出所需电压，并且对载荷变化具有较好的适应性。
效率评估：我们还对逆变器的效率进行了评估。
根据我们的实验结果，逆变器在适当的设计参数下可以实现较高的效率。
根据我们的仿真和设计结果，我们可以得出以下结论：基于SPWM技术的三相逆变器具有良好的波形质量和稳定性，可以满足多种应用需求。
电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验
电压型三相SPWM逆变器电路仿真实验实验目的掌握电压型三相SPWM逆变器电路仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。
理解电压型三相SPWM逆变器电路的工作原理及仿真波形。
实验设备：MA TLAB/Simulink/PSB实验原理电压型三相SPWM逆变器电路如图7-1所示。
图7-1 电压型三相SPWM逆变器电路实验内容启动Matlab，建立如图7-2所示的电压型三相SPWM逆变器电路结构模型图。
图7-2 电压型三相SPWM逆变器电路模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图7-3、7-4、7-5、7-6、7-7、7-8所示。
图7-3 直流电压源模块参数图7-4 通用桥模块参数图7-5 PWM发生器模块参数图7-6 负载Ra模块参数图7-7 负载Rb模块参数图7-8 负载Rc模块参数系统仿真参数设置如图7-9所示。
图7-9 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到输出端三相交流电流、输出端交流电压uab、输出端交流电压ubc、输出端交流电压uca的仿真波形，如图7-10所示。
图7-10 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为50Hz）在PWM发生器模块中，将逆变桥输出电压频率设置为200Hz，此时的仿真波形如图7-11所示。
图7-11 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为200Hz）改变PWM发生器模块的输出电压频率参数，即可得到不同工作情况下的仿真波形。
例如将逆变桥输出电压频率设置为25Hz，此时的仿真波形如图7-12所示。
图7-12 电压型三相SPWM逆变器电路仿真波形（输出频率为25Hz）又例如将逆变桥输出电压频率设置为10Hz，此时的仿真波形如图7-13所示。
图7-13 电压型三相SPWM 逆变器电路仿真波形（输出频率为10Hz ）实验总结1、 总结电压型三相SPWM 逆变器的工作原理。
如上图。
电路采用双极性控制方式。
,,a b c 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a r u 、b r u 、c r u 依次相差120°。
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基于Matlab/Simulink 的三相SPWM 逆变器的建模与仿真
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【摘要】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，SPWM 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。
SPWM 技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM 技术。
因此，研究SPWM 逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。
本文主要通过对三相SPWM 逆变器的Matlab/Simulink 建模与仿真，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。
关键词：SPWM 三相逆变器 Mmatlab/Simulink 建模与仿真 1．三相电压型桥式逆变电路
该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载波c u ，三相的调制信号rU u 、rV u 和rW u 一次相差120°。
U 、V 和W 各相功率开关器件的控制规律相同，现以U 相为例来说明。
当rU u >c u 时，给上桥臂1V 以导通信号，给下桥臂4V 以关断信号，则U 相相对于直流电源假想中点'N 的输出电压2/'d UN U u =。
当rU u <c u 时，给4V 以导通信号，给1V 以关断信号，则
2/-'d UN U u =。
1V 和4V 的驱动信号始终是互补的。
当给1V （4V ）加导通信号时，
可能是1V （4V ）导通，也可能是二极管1D V （4D V ）续流导通，这要由阻感负载中电流的方向来决定。
V 相和W 相的控制方式都和U 相相同。
图1 三相桥式逆变电路原理图
2.SPWM逆变器的工作原理
PWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），它是通过改变方波的占空比来改变等效的输出电压。
广泛的应用于电动机调速和阀门控制，比如我们现在的电动车电机调速就是使用这种方式。
所谓的SPWM，就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式，脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列，这样的输出波形经过适当的滤波就可以得到正弦波输出。
它广泛的应用于直流交流逆变器等，比如高级一些的UPS就是一个例子。
三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出，在变频器领域被广泛的采用。
由于期望的逆变器输出是一个正弦电压波形，可以把一个正弦半波分作N 等分。
然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等分的中点重合。
这样，由N 个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形为正弦的半周等效。
同样，正弦波的负半周也可用相同的方法来等效。
这一系列脉冲波形就是所期望的逆变器输出SPWM波形。
由于各脉冲的幅值相等，所以逆变器可由恒定的直流电源供电，也就是说，这种交一直一交变频器中的整流器采用不可控的二极管整流器就可以了。
逆变器输出脉冲的幅值就是整流器的输出电压。
当逆变器各开关器件都是在理想状态下工作时，驱动相应开关器件的信号也应为与形状相似的一系列脉冲波形，这是很容易推断出来的。
3.三相电压源SPWM 逆变器的建模与仿真
3.1三相电压源SPWM 逆变器的建模
Continuous
pow ergui
v +-
Voltage Measurement2
v +-
Voltage Measurement1
v +-
Voltage Measurement
g
A
B
C
+
-Universal Bridge
Scope5
Scope4
Scope3
Scope2
Scope1
Scope
signal
rm s
RMS
Pulses
PWM Generator
3
Multimeter2
3
Multimeter1
3Multimeter
DC Voltage Source
2
1
图2 SPWM 逆变器的仿真模型
3.2仿真模型中主要模块的提取路径 多功能桥式整流电路Universal Bridge
Simulink/SimPoweSystem/Power Electronics/Universal Bridge 脉宽调制PWM 脉冲发生器
Simulink/SimPoweSystem/Extra Library/Control Blocks/PWM Generator 有效测量模块RMS
Simulink/SimPoweSystem/Measurements/Continuous Measuremants/RMS 3.3主要参数设置
3.3.1 PWM Generator 的参数设置
图3 3.3.2 Universal Bridge的参数设置
图4 3.3.3万用表Multimeter
Multimeter其参数设置如图5所示：
图5 Multimeter1其参数设置如下：
图6
Multimeter2的参数设置同Multimeter1设置。
3.3.4其它参数设置
有效值测量模块RMS设置其参数Fundamental frequency（Hz）为50 电压设置为220
阻感性负载R=2，L=0.01.三负载设置相同。
3.4仿真结果
下面是输出交流f=50Hz调制度m=0.8时的仿真曲线
Ub:
Ub: 1
图7逆变器的输出电压波形
图8逆变器输出电流波形
图9 A相阻感性负载电流的有效值
4.总结
通过这次仿真的确收获了很多，感觉自己对于电力电子技术这门课程有了更加深刻的认识。
因为把平时所学的知识应用于实践真的会遇到很多问题，当然也会发现有很多乐趣在其中。
可以说整个设计中最麻烦的就是把一些在课本中学到的知识在Matlab中进行仿真得到正确的结果。
这个过程是十分繁琐的，也是很锻炼人的。
通过本次课程设计，我学会了使用Matlab软件仿真集成环境Simulink 进行仿真的基本操作方法，也对逆变器和SPWM有了进一步的理解。
在使用Matlab的Simulink进行仿真时，很多时候波形不一定能够快速正确的出现，这个时候就要好好研究其深层次的原理，同时要注意Matlab的仿真的一些细节，例如哪里可以接线哪里不行，电路接不接地，仿真时间的设定，采用自动定标器Autoscale观察波形等。
这些软件的使用技巧在仿真的时候显得尤为重要！以后自己一定要多多注重培养自己的实践能力，对于一些常用的软件也要更加努力的学习，以求熟练掌握使用。
4.参考文献
[1] 王兆安等. 《电力电子技术》. 北京：机械工业出版社，2009.5
[2]薛定宇. 《基于Matlab/Simulink的系统仿真技术与应用》. 北京：清华大
学出版社，2006
[3] 陈国呈. 《PWM逆变技术及应用》. 北京：中国电力出版社, 2007。