1、精選優質文檔-傾情為你奉上基于Matlab/Simulink的三相SPWM逆變器的建模與仿真姓 名：*（班級：*）【摘要】隨著電力電子技術，計算機技術，自動控制技術的迅速發展，PWM技術得到了迅速發展，SPWM正弦脈寬調制法這項技術的特點是原理簡單，通用性強，具有開關頻率固定，控制和調節性能好，能消除諧波使輸出電壓只含有固定頻率的高次諧波分量，設計簡單等一系列有點，是一種比較好的波形改善法。它的出現為中小型逆變器的發展起了重要的推動作用。SPWM技術成為目前應用最為廣泛的逆變用PWM技術。因此，研究SPWM逆變器的基本工作原理和作用特性意義十分重大。本文主要通過對三相SPWM逆變器的Matla

2、b/Simulink建模與仿真，研究逆變電路的輸入輸出及其特性，以及一些參數的選擇設置方法。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖設計環境，是實現動態系統建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統、非線性系統、數字控制及數字信號處理的建模和仿真中。關鍵詞：SPWM 三相逆變器 Mmatlab/Simulink 建模與仿真1三相電壓型橋式逆變電路該電路采用雙極性控制方式，U、V和W三相的PWM控制通常公用一個三角載波，三相的調制信號、和一次相差120°。U、V和W各相功率開關器件的控制規律相同，現以U相為例來說明。當>時，給上橋

3、臂以導通信號，給下橋臂以關斷信號，則U相相對于直流電源假想中點的輸出電壓。當<時，給以導通信號，給以關斷信號，則。和的驅動信號始終是互補的。當給（）加導通信號時，可能是（）導通，也可能是二極管（）續流導通，這要由阻感負載中電流的方向來決定。V相和W相的控制方式都和U相相同。圖1 三相橋式逆變電路原理圖2.SPWM逆變器的工作原理PWM的全稱是Pulse Width Modulation（脈沖寬度調制），它是通過改變方波的占空比來改變等效的輸出電壓。廣泛的應用于電動機調速和閥門控制，比如我們現在的電動車電機調速就是使用這種方式。所謂的SPWM，就是在PWM的基礎上改變了調制脈沖方式，脈沖寬

4、度時間占空比按正弦規律排列，這樣的輸出波形經過適當的濾波就可以得到正弦波輸出。它廣泛的應用于直流交流逆變器等，比如高級一些的UPS就是一個例子。三相SPWM是使用SPWM模擬市電的三相輸出，在變頻器領域被廣泛的采用。由于期望的逆變器輸出是一個正弦電壓波形，可以把一個正弦半波分作N等分。然后把每一等分的正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用個與此面積相等的等高矩形脈沖來代替，矩形脈沖的中點與正弦波每一等分的中點重合。這樣，由N個等幅不等寬的矩形脈沖所組成的波形為正弦的半周等效。同樣，正弦波的負半周也可用相同的方法來等效。這一系列脈沖波形就是所期望的逆變器輸出SPWM波形。由于各脈沖的幅值相等，所以逆變器

5、可由恒定的直流電源供電，也就是說，這種交一直一交變頻器中的整流器采用不可控的二極管整流器就可以了。逆變器輸出脈沖的幅值就是整流器的輸出電壓。當逆變器各開關器件都是在理想狀態下工作時，驅動相應開關器件的信號也應為與形狀相似的一系列脈沖波形，這是很容易推斷出來的。3.三相電壓源SPWM逆變器的建模與仿真3.1三相電壓源SPWM逆變器的建模 圖2 SPWM逆變器的仿真模型3.2仿真模型中主要模塊的提取路徑 多功能橋式整流電路Universal Bridge Simulink/SimPoweSystem/Power Electronics/Universal Bridge 脈寬調制PWM脈沖發生器 S

6、imulink/SimPoweSystem/Extra Library/Control Blocks/PWM Generator 有效測量模塊RMS Simulink/SimPoweSystem/Measurements/Continuous Measuremants/RMS 3.3主要參數設置 3.3.1 PWM Generator的參數設置圖33.3.2 Universal Bridge的參數設置 圖43.3.3萬用表MultimeterMultimeter其參數設置如圖5所示：圖5Multimeter1其參數設置如下：圖6Multimeter2的參數設置同Multimeter1設置。 3

7、.3.4其它參數設置 有效值測量模塊RMS設置其參數Fundamental frequency（Hz）為50 電壓設置為220 阻感性負載R=2，L=0.01.三負載設置相同。 3.4仿真結果下面是輸出交流f=50Hz調制度m=0.8時的仿真曲線圖7逆變器的輸出電壓波形圖8逆變器輸出電流波形圖9 A相阻感性負載電流的有效值4.總結 通過這次仿真的確收獲了很多，感覺自己對于電力電子技術這門課程有了更加深刻的認識。因為把平時所學的知識應用于實踐真的會遇到很多問題，當然也會發現有很多樂趣在其中。可以說整個設計中最麻煩的就是把一些在課本中學到的知識在Matlab中進行仿真得到正確的結果。這個過程是十分繁瑣的，也是很鍛煉人的。通過本次課程設計，我學會了使用Matlab軟件仿真集成環境Simulink進行仿真的基本操作方法，也對逆變器和SPWM有了進一步的理解。在使用Matlab的Simulink進行仿真時，很多時候波形不一定能夠快速正確的出現，這個時候就要好好研究其深層次的原理，同時要注意Matlab的仿真的一些細節，例如哪里可以接線哪里不行，電路接不接地，仿真時間的設定，采用自動定標器Autoscale觀察波形等。這些軟件的使用技巧在仿真的時候顯得尤為重要！以后自己一定要多多注重培養自己的實踐能力，對于一些常用的軟件也要更加努力的學習，以求熟練掌握使用。4.參考文獻1