三相电压型SPWM课程设计报告

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1、目录一、摘要2二、SPWM控制技术简介32.1.PWM控制的基本原理32.2.SPWM逆变电路及理论基础4三、三相逆变器双极性SPWM控制技术仿真设计83.1SPWM触发脉冲调制电路83.2主电路图9四、实验调试心得10五、不同参数时三相逆变器双极性SPWM控制技术的仿真波形及频谱分析125.1fc=500，Ma=0.9125.2频谱分析13六、心得体会23参考文献24附录25第30页一、摘要关键字：三相桥电压型全控逆变SPWMSimulink本次实验主要为利用simulink中的块原件来构建电力电子中的一种基本逆变电路——三相

2、逆变器双极性SPWM调制技术的仿真，PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。常用的PWM技术主要包括：正弦脉宽调制(SPWM)、选择谐波调制（SHEPWM）、电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。在逆变电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。如果通过实验来验证，需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤，这样使得设计耗资大，效率低，周期长。现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子

3、电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。Matlab是一种计算机仿真软件，它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。Simulink是基于框图的仿真平台，它挂接在Matlab环境上，以Matlab的强大计算功能为基础，用直观的模块框图进行仿真和计算。其中的电力系统（PowerSystem）工具箱是专用于RLC电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。以Matlab7.0为设计平台，利用Simulink中的PowerSystem工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。第30页二、SPWM控制技术简介SPW

4、M(SinusoidalPWM)法是一种比较成熟的，目前使用较广泛的PWM法。在采样控制理论中有一个重要的结论：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。a)矩形脉冲b)三角脉冲c)正弦半波脉冲d)单位脉冲函数图1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲SPWM法就是以该结论为理论基础，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。1.P

5、WM控制的基本原理用PWM波代替正弦半波将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲宽度为π第30页/N，但幅值顶部是曲线且大小按正弦规律变化的脉冲序列组成的。把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，这就是PWM波形。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM（SinusoidalPWM）波形。PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种，由直流电源产

6、生的PWM图2用PWM波代替正弦半波波通常是等幅PWM波。基于等效面积原理，PWM波形还可以等效成其他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形等。2.SPWM逆变电路及理论基础2.1控制方式（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。 第30页（2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。2.2选用方法本次课程设计主要内容为三相逆变器双极性SPWM，所以选用双极

7、性控制方式，下面主要介绍双极性控制方式的原理及其方法。ucurUurVurWuuUN'uVN'OttttOOOuWN'2Ud-2Ud图3双极性PWM控制方式波形双极性PWM控制方式（三相桥逆变）三相的PWM控制公用三角波载波uc  三相的调制信号urU第30页、urV和urW依次相差120°U相的控制规律当ur>uc时，给V1导通信号，给V4关断信号UN=Ud/2 v 当ur

8、’和WN’的PWM波形只有±Ud/2两种电平  UV波形可UN’-VN’得出，当1和6通时，UV=Ud，当3和4通时，UV=－Ud，当1和3或4和6通时UV=0 输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成 负载相电压PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud和