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基于MATLAB的SPWM電壓型逆變器的仿真與分析

作者：周勝蘭

來源：《電子技術(shù)與軟件工程》2015年第06期

摘要基于MATLAB軟件中的Simulink和Power System Blochset，建立了以IGBT為開關(guān)器件、有數(shù)字PI調(diào)節(jié)器的SPWM電壓型逆變器的仿真模型，分析了主電路及控制電路的工作原理，完成了逆變器輸出特性的仿真。并采用FFT分析工具對仿真結(jié)果進(jìn)行諧波分析。

【關(guān)鍵詞】SPWM 電壓型逆變器數(shù)字PI調(diào)節(jié)器

1 SPWM基本原理

SPWM調(diào)節(jié)是以等腰三角波為載波，正弦波為調(diào)制波，當(dāng)三角載波與正弦調(diào)制波波形曲

線相交時(shí)，在交點(diǎn)處的時(shí)刻點(diǎn)將會(huì)產(chǎn)生控制信號(hào)，此控制信號(hào)便是用來控制功率開關(guān)器件的通斷的，如此便可得到一組相等幅值，而脈寬正比于對應(yīng)區(qū)間正弦波曲線函數(shù)值的矩形脈沖。每一個(gè)矩形脈沖的面積與相應(yīng)坐標(biāo)處的正弦波面積一致，因而這一組矩形波與期望的矩形波等效。這種調(diào)制法稱為正弦脈沖寬度調(diào)制法(SPWM)，這種序列的矩形波稱作SPWM波。

2 三相SPWM電壓型逆變器控制系統(tǒng)基本原理

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能是完成電壓的逆變，即將直流輸入電壓變換成交流輸出電壓。由整流二極管構(gòu)成的不控整流電路為三相橋式逆變器系統(tǒng)提供直流輸入電壓，SPWM實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制，

數(shù)字PI調(diào)節(jié)器能依據(jù)實(shí)際要求實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)逆變器的輸出電壓幅值，完成調(diào)壓控制。三相橋式逆變器的輸出交流電壓中一般含有較高次的諧波，經(jīng)LC濾波電路后可有效的濾掉高次諧波，最后經(jīng)全控型器件即組成完整的三相電壓型逆變器。

3 三相SPWM電壓型逆變器的建模與仿真

利用Matlab軟件，在Simulink環(huán)境下的Power System仿真工具箱搭建的三相SPWM電壓型逆變器的系統(tǒng)電路模型。

系統(tǒng)主電路實(shí)現(xiàn)的是交流-直流-交流的轉(zhuǎn)換。交流發(fā)電機(jī)輸出有效值25KV，頻率60HZ，容量10MVA的正弦交流電壓，經(jīng)過25KV/600V，50kVA的變壓器降壓后，通過一個(gè)由二極管構(gòu)成的三相橋式不控整流電路，再經(jīng)LC濾波電路濾掉高次諧波獲得的直流電壓，作為逆變器的輸入電壓，該逆變器由絕緣柵雙極型晶體管 IGBT作為開關(guān)器件，且載波頻率為2kHZ。經(jīng)逆變器后的輸出電壓為交流電壓，最后經(jīng)LC濾波電路后，為負(fù)載提供50HZ，380V的供電電壓。該電路的離散采樣周期為 2μs。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的matlab中电压幅值不对,基于MATLAB的SPWM电压型逆变器的仿真与分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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