三相逆变器matlab仿真研究

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1、武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书目录1方案选择11.1设计要求11.2方案确定12系统模块原理22.1升压斩波电路22.2三相电压型桥式逆变电路32.3SPWM技术32.3.1双极性SPWM32.3.2SPWM控制的基本原理52.4Simulink介绍53Matlab仿真建模73.1斩波电路仿真建模73.2逆变电路仿真建模73.3逆变电源仿真建模84仿真波形94.1斩波电路仿真波形94.2逆变电路仿真波形94.3逆变电源仿真实现105心得体会12参考文献1313武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书三相

2、逆变器Matlab仿真研究1方案选择1.1设计要求本次课程设计要求对逆变电源进行Matlab仿真研究，输入直流电压为110V，输出为220V三相交流电，建立三相逆变器Matlab仿真模型,进行仿真实验，得到三相交流电波形。1.2方案确定由于要求的输出为220V,50HZ三相交流电，显然不能直接由输入的110V直流电逆变产生，需将输入的110V直流电压通过升压斩波电路提高电压，再经过逆变过程及滤波电路得到要求的输出。由此可知可以采用升压斩波电路和三相电压型桥式逆变电路的组合电路，将升压后的电压作为逆变电路的直流侧输入电压，得到三相

3、交流电，同时采用SPWM控制技术，使其逆变电路的输出频率为50HZ。斩波电路有脉冲宽度调制、频率调制和混合型三种控制方式。本设计采用脉冲宽度调制方式，这种方式也是应用最多的方法。通过控制开关器件的通断使得输出电压信号为方波，调节脉宽可以控制升压比从而改变输出的电压的大小。根据直流侧电源性质不同，逆变电路可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。这里的逆变电路属电压型。PWM控制方式有两种，一种是在调制波的半个周期内三角载波只在正极性或负极性一种极性范围内变化，所得到的PWM波形也只在单个极性范围变化的单极性PWM控制方式，另一种是双

4、极性控制方式，其在调制波的半个周期内三角载波不再是一种极性，而是正负兼有，所得的PWM波也是有正有负。对于三相桥式PWM逆变电路，一般采用双极性控制方式。该电路的输出含有谐波，滤波电路采用RLC滤波电路。直流斩波电路采用PWM斩波控制，输出的方波经过滤波电路后变为直流电送往逆变电路。逆变采用PWM逆变电路，采用SPWM作为调制信号，输出PWM波形，再经过滤波电路得到220V、50Hz三相交流电，系统总体框图如图1-1所示。图1-1系统总体框图13武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书2系统模块原理2.1升压斩波电路升压

5、斩波电路如下图2-1所示。假设L值、C值很大，当可控开关V通时，电源E向电感L充电，充电电流恒基本为I1，同时电容C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压uo为恒值，记为Uo。设V通的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为。V断时，E和L共同向C充电并向负载R供电。设V断的时间为，则此期间电感L释放能量为，当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄能量与释放能量相等，即化简得输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路，也称之为boost变换器。T与的比值为升压比，将升压比的倒数记作β，则故升压斩波电路能使输出电压高于电源电压的原因：一

6、是电感L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C可将输出电压保持住。图2-1升压斩波电路原理图13武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书2.2三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路如下图2-2所示。该电路采用双极性控制方式，U、V和W三相的PWM控制通常用同一个三角载波，三相电压型桥式逆变电路的基本工作方式也是180°导电方式。三相的调制信号、和一次相差120度。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>时，给上桥臂以导通信号，给下桥臂以关断信号，则U相相对于直流电源假想中点的输出电压。当

7、<时，给以导通信号，给以关断信号，则。和的驱动信号始终是互补的。当给（）加导通信号时，可能是（）导通，也可能是二极管（）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2-2三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路的相关波形如图2-3所示2.3SPWM技术2.3.1双极性SPWMSPWM控制策略有单极性SPWM和双极性SPWM两种方式。在这采用双极性SPWM；在调制信号Ur和载波信号Uc的交点时刻控制各开关器件的通断。在Ur的半个周期内，三角波载波有正有负，所得的PWM波也是有正有负，在Ur

8、的一个周期内，输出的PWM波只有±Ud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。(1)当Ur>Uc时，V1和V4导通，V2和V3关断，这时如>0，则V1和V4通，如<0，则13武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计