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
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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)
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