三相桥式逆变电路仿真.docx

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1、三相桥式逆变电路【任务要求】用以下两组参数对三相桥式逆变电路进行仿真，通过傅里叶分析的方法分析并比较线电压的谐波。1）VS=500V，RLOAD=5Ω，LLOAD=5mH，fS=5kHZ，ma=0.8；2）VS=500V，RLOAD=5Ω，LLOAD=5mH，fS=5001HZ，ma=0.8。【仿真分析】搭建电路如图，电路中的输出电压均取为工频电压50Hz。首先取fS=5kHZ进行分析，此时mf=500050=100，得到的AB两相间输出线电压（下简称输出电压）如下图所示：局部放大后如下图：可以明显看到

2、占空比的变化。对输出电压进行傅里叶分析，得到较大范围内的频谱图如下所示，图中横坐标是相对基波频率的倍数。可以看出，谐波分量主要集中在较低频率处，随着频率的升高，谐波分量所占比例越来越小。对局部进行分析，得到频谱图如下。由频谱图可以看出，基波分量的峰值为349.4V，而理论的基波峰值为V=3maVS2=3×0.8×500/2=346.4，理论值与实际值之间差别很小，可以认为是合理的。同时，谐波分量主要集中在开关频率及其整数倍附近，而其他频率的谐波分量则很小，可以忽略。对谐波分量较高的点进行测量，得到1~8

3、的横坐标依次为：98，102，199，201，296，298，302，304。，分别对应mf±2，2mf±1，3mf±2，3mf±4。这与所学的知识是基本一致的。下面对fS=5001HZ进行分析，此时mf=500150=100.02≈100，得到的AB两相间输出线电压（下简称输出电压）如下图所示：局部放大如下图，也可以明显看到占空比的变化。对输出电压进行傅里叶分析，得到较大范围内频谱图如下图所示：这与5kHz时并无明显差别，取其局部放大如下：由频谱图可以看出，基波分量的峰值为346.6V，而理论的基波峰

4、值为V=3maVS2=3×0.8×500/2=346.4，理论值与实际值之间差别很小，可以认为是合理的。可以看出，谐波明显的增加了。在开关频率及其整数倍附近，除了5kHz时有明显谐波的频率点外，其他频率点处也有了较为明显的谐波分量。则是因为mf此时不再是整数，正弦波和三角波不能完全周期对应，产生了谐波分量。【mf对谐波的影响】在逆变的参数中，mf是对谐波影响较大的一个。在上述分析中，mf的变化较小，同时比较单一，现象不明显。下面对不同mf情况下的谐波分量进行研究，f1均取为50Hz，ma=0.8，只研究

5、输出电压频域谐波部分。1）fS=1350Hz，mf=27此时mf为3的奇数倍，得到频谱图如下，可以看出谐波几乎全部集中在开关频率及其整数倍附近，其他频率附近只有很小值，且没有偶数次谐波。2）fS=1250Hz，mf=25此时mf仍为奇数，但不是3的倍数，频谱图如下，可以看出仍然没有偶次谐波，但奇次谐波较为明显，几乎出现在了所有奇次点上。3）fS=1300Hz，mf=26此时mf为偶数，频谱图如下，可以看出无论奇次还是偶次，都出现了谐波，也就是谐波几乎出现在了所有点上。4）fS=1310Hz，mf=26.

6、2此时mf不是整数，频谱图如下，可以看出谐波分量大大增加，特别是在开关频率附近，其他频率点也有谐波分量。对比以上四种情况可以看出，将mf取为3的奇数倍对于减少谐波分量，提高波形品质具有较好效果，而mf不为整数则使输出电压中包含较多的谐波分量。因此在实际应用时，mf值的选择对于输出电压的质量有较为重要的意义，应合理选择。