基于MATLAB_Simulink的SPWM逆变电源的建模与仿真

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1、《电气自动化》2014年第36卷第3期变流技术ConverterTechniques基于MATLAB/Simulink的SPWM逆变电源的建模与仿真吴冬梅，翟凯丽，沈泽洪，路敦利(曲阜师范大学物理工程学院，山东济宁273165)摘要:利用正弦脉宽调制技术(SPWM)的逆变电路往往有较多的谐波，会影响光伏发电系统的正常运行。在MATLAB/Simulink软件中对双极性SPWM逆变器输出电压谐波及其产生规律进行了较为详细的分析。从仿真结果中可以看出，逆变器输出的谐波特性与调制深度、载波频率有着密切的联系。为得到更好的输出正弦波，既要增加调制比，又要考虑增加载波频率以及精确实现选定

2、的载波频率，从而更加有效的降低谐波的危害。关键词:谐波抑制;调制深度;载波频率;SPWM;逆变器DOI:10．3969/j·issn．1000－3886．2014．03．003［中图分类号］TM464［文献标志码］A［文章编号］1000－3886(2014)03－0005－03ModelingandSimulationofMATLAB/Simulink-basedSPWMInverterWUDong-mei，ZHAIKai-li，SHENZe-hong，LUDun-li(CollegeofPhysicalEngineering，QufuNormalUniversity，Jini

3、ngShandong273165，China)Abstract:Invertercircuitswithsinusoidalpulsewidthmodulation(SPWM)tendtohavemanyharmonicswhichwillaffectthenormaloperationofphotovoltaicgenerationsystems．Inthispaper，weuseMATLAB/Simulinksoftwaretoanalyzeindetailtheoutputvoltageharmonicsofthedual-polaritySPWMinverterandt

4、helawofitsgeneration．Itcanbeseenfromthesimulationresultthattheharmoniccharacteristicsoftheinverteriscloselyrelatedtothemodulationdepthandcarrierfrequency．Togetabetteroutputsinewave，weshouldnotonlyraisethemodulationratio，butalsoincreasethecarrierfrequencyandaccuratelyachievetheselectedcarrier

5、frequency，soastoreducetheharmofharmonicsmoreeffectively．Keywords:harmonicsuppression;modulationdepth;carrierfrequency;SPWM;inverter0引言1．1逆变电源电路在光伏发电系统中，并网逆变器作为光伏电池与电网的接口逆变器装置的核心是逆变开关电路，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，简称为逆变电路。如图1所示，逆变电路起着至关重要的作用。随着逆变技术的迅速发展，尤其是正弦脉是由IGBT等功率开关器件构成，。控制宽调制技术(SPWM)的出现

6、，以其输出谐波小、噪声小、结构简单电路的开关器件按照一定规律的导通和关图1逆变电路等特点，使得逆变器得到了更广泛的应用。但SPWM中往往有断，使输出电压极性正负交替，将直流输入［2］较多的谐波，谐波过大会使负载的机械振动加大、仪表的测量误转换为交流输出。差增加，而且还会对计算机和通信产生干扰，增加谐波损耗，降低1．2谐波的数学分析效率，以致严重影响整个系统的控制功能。因此，通过对SPWM控制开关器谐波分布规律进行定量研究，可以为谐波抑制和滤波网络的设计件通断的信号的［1］获取方法一般有: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。等面积采样法，规本文从工程的角度

7、出发，基于MATLAB对逆变电源输出电则采样法，自然采压、输出电流中的谐波及其产生规律进行了较为详尽的分析，为样法。自然采样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法是按照SPWM论参考。控制的基本原理，1逆变电源利用三角波与正弦波的交点作为逆变电源也称逆变器，是改变电流形态的一种装置，主要功图2双极性SPWM变频电源的开关能是将光伏电池输出来的直流电转变为交流电。［3］控制信号，波形如图2所示。设频率调制比P=fc/fs(P为整数)幅度调制深度Ｒ=Ms/Mc，其中fC为三角调