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1、目录目录一一摘要摘要.1二二引言引言.2三三三项逆变器三项逆变器SPWM调制原理调制原理.2四四SPWM控制方式控制方式.34.1SPWM包括单极性和双极性两种调制方法.34.2调制法.4五五用用MATLAB下的下的SIMULINK和和SIMPOWERSYSTEMS工具箱构建三工具箱构建三相桥式逆变器相桥式逆变器SPWM调制的仿真模型调制的仿真模型.85.1触发脉冲调制电路（SUBSYSTEM封装模块）.95.2主电路（SUBSYSTEM1封装模块）.13六六三相桥式逆变器三相桥式逆变器SPWM调制的仿真波形调制的仿真波形.146.1示波器B、C、D、E、F仿真的波形图.16七七频谱分析频谱分
2、析.227.1对相电压UN、VN、WN输出电压进行谐波分析.227.2对负载的线电压UUV、UVW、UWU的输出波形进行谐波分析.247.3负载VN的相电压UN、VN、WN输出波形进行谐波分析.26八八结结语语.28九九参考文献参考文献.28华东交通大学电气与电子工程学院1三相逆变器双极性三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真调制技术的仿真一一摘要摘要：在电力电子技术中，PWM（PulseWidthModulation）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Ma
3、tlabSimulink和PowerSystemBlock(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。ABSTRACT：IntheelectricpowerelectronictechnologyPWM(PulseWidthModulation)controlsiscarriesonthemodulationtothepulsewidththetechnology.Namelythroughcarriesonthemodu
4、lationtoaseriesofpulsewidthcomesequivalenttoobtainneedstheprofile(includingshapeandpeak-to-peakvalue).Thepresentpapertakethethree-phaseinvertorbipolaritySPWMmodulatingtechnologymodulatingtechniquesimulationasanexamplethroughhasutilizedMatlabSimulinkandPowerSystemtheBlock(PSB)electricalpowersystemmod
5、ulecollectiontoolboxsimulationenvironmentcarriesonthemodellingthecomputationandthesimulationanalysistotheelectriccircuit.ComparesNthroughtheadjustmentcarrierwatchestheoutputwaveshapewiththeoscilloscopethechange.Moreoverusessubplottomakethevoltagewaveaswellasthespectrographwhichthephasevoltagetheinte
6、rphasecurrentthelinevoltagethedifferentcomponentwithstandandanalyzes.关键词：PWM三相逆变器载波比N示波器仿真波形华东交通大学电气与电子工程学院2二二引言引言PWM控制技术是在电力电子领域有着广泛的应用，并对电力电子技术产生十分深远的影响的一项技术。近年来，PWM控制技术在整流电路中也开始应用，并显示了突出的优越性。尤其是在逆变电路中应用最具有代表性。可以说，正是由于PWM控制技术在逆变电路中的广泛而成功的应用，才奠定了PWM控制技术在电力电子技术中的突出地位。以三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真为例，对PWM更深一步的
7、了解与掌握。三三三项逆变器三项逆变器SPWM调制原理调制原理PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。常用的PWM技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制（SHEPWM）、电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。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，正是基于这个理论，SPWM调制技术才孕育而生。重要理论基础面积等效原理面积等效原理效果基本相效果基本相同同环节的输出响应波形基本相同华东交通
8、大学电气与电子工程学院3a)矩形脉冲b)三角脉冲c)正弦半波脉冲d)单位脉冲函数图1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲四四SPWM控制方式控制方式4.1SPWM包括单极性和双极性两种调制方法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。（2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。图2双极性PWM控制方式其中：载波比载波比载波频率fc与调制信号频率fr之比N，既N=fcfr调制度调制波幅值Ar与载波幅值A
9、c之比，即华东交通大学电气与电子工程学院4MaArAc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。基本同步调制方式，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定；三相电路中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；fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除；fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。异步调制载波信号和调制信号不同步的调制方式。通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的；在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后14周期的脉冲也不对称；当
10、fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小；当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大。4.2调制法调制法1）结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补。以uo正半周为例，V1通，V2断，V3和V4交替通断。负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负。负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于Ud。V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4流过，仍有uo=Ud。V4关断V3开
11、通后，io从V3和VD1续流，uo=0。uo总可得到Ud和零两种电平。uo负半周，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平。华东交通大学电气与电子工程学院5图3三相桥式PWM型逆变电路2）U、V、W三相的PWM控制是通常公用一个三角波Uc，三相的调制信号Uru、Urv、Urw依次相差120。U、V、W各相功率开关器件的控制规律相同，现以U相为例来分析。当UruUc时，给桥臂V1以导通的信号，给下桥臂V4以关断的信号，则U相相对于直流电源假想中点N的输出电压UN=Ud2。当Uruuc时，给V1导通信号，给V4关断信号，uUN=Ud2。当urU=Relational
12、Operator1=RelationalOperator=Product2Product1ProductMaMaLogicalOperator2NOTLogicalOperator1NOTLogicalOperatorNOT脉冲电路参数设置为：载波比N=9-21，取N=12Ma=0.8-0.95取Ma=0.8，单相调制信号波UVW依次相差120电角度。具体如下图。华东交通大学电气与电子工程学院10华东交通大学电气与电子工程学院11华东交通大学电气与电子工程学院12脉冲电路中示波器scope的波形：subplot(311)plot(g.timesqueeze(g.signals(1).values)title(Ma波形)subplot(312)plot(g.timesqueeze(g.signals(2).values)title(正弦MaU波波形)subplot(313)plot(g.timesqueeze(g.signals(3).values)title(三角波波形)华东交通大学电气与电子工程学院1300.0050.010.0150.020.0250.030.
