电力电子—三相pwm逆变器

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1、电力电子技术课程设计题目三相桥PWM逆变器的设计院系信息工程学院班级11自动化x班学号x学生姓名高xx指导教师邓文浪完成时间x目录1内容摘要………………………………………………………32设计内容及要求………………………………………………43设计原理及分析………………………………………………54单元电路设计…………………………………………………104.1主电路……………………………………………………104.2控制电路……………………………………………………134.3滤波电路……………………………………………………154.4系统整体布

2、局………………………………………………165仿真电路的调试与分析………………………………………165.1仿真电路调试过程…………………………………………165.2仿真电路调试结果…………………………………………176设计电路总结与改进…………………………………………197参考文献………………………………………………………2020摘要随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，PWM技术得到了迅速发展，SPWM正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波使输出电压只含有固

3、定频率的高次谐波分量，设计简单等一系列优点，是一种比较好的波形改善法。它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。SPWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。因此，研究SPWM逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。本文通过对逆变器的概念、设计技术、分类等方面的介绍，简要描述了三相无源电压型逆变器的构建方式及其内部结构。同时，也简要介绍了正弦脉宽调制技术。设计过程从原理分析、元器件的选取，到方案的确定以及Matlab仿真等，巩固了理论知识，基本达到设计要求。通过应用Matlab软件，构建了一个使用无源型三相逆变电路

4、供电的系统，并进行了仿真。在对获得的仿真波形分析中，定性地讨论了逆变器的两个主要参数——载波频率和输出电压频率以及不同负载对系统仿真结果的影响。获得以下结论：(一)在电压输出频率一定的情况下，载波频率的大小决定了每个周期内的仿正弦脉冲个数，既决定了正弦波形的仿制质量。(二)负载的感性功率对于正弦电压的仿制并无太大影响。关键词：三相逆变器正弦脉宽调制(SPWM)技术MATLAB仿真202设计内容及要求2.1设计背景及内容三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络。日常生活中使用的电源

5、大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。这就催生了三相逆变器的产生。2.2设计任务及要求对三相桥式PWM逆变电路的主电路及控

6、制电路进行设计，参数要求如下：直流电压为100V。三相阻感负载，负载中R=2,L=1mH，要求频率范围：10Hz~100Hz。设计要求：1.理论设计：了解掌握三相桥式PWM逆变电路的工作原理，设计三相桥式PWM逆变电路的主电路和控制电路。包括：IGBT电流，电压额定的选择驱动保护电路的设计画出完整的主电路原理图和控制原理图202.仿真试验：利用MATLAB仿真软件对三相桥式PWM逆变电路的主电路及控制电路进行仿真建模，并进行仿真试验。2.3设计目的（1）掌握PWM逆变电路的工作原理。（2）综合运用所学知识，进行三相桥式PWM逆变电

7、路和系统的设计。（3）熟悉三相桥式PWM逆变电路的电路拓扑、控制方法。（4）掌握三相桥式PWM逆变电路及系统主电路、控制电路和保护电路的设计方法。（5）学会用仿真软件对设计的原理图进行仿真。（6）培养一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力。3设计原理及分析3.1设计原理3.1.1PWM（脉冲宽度调制）的原理PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变逆变输出频率。PWM控制——脉冲宽度调制技术，通过对一

8、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）理论基础: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。冲量指窄脉冲的面积。这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同f(t)d(t)tO图3.1.1形状