电力电子技术第六次研讨课报告.doc

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1、电力电子技术第六次研讨课报告电气52班第一组雷芳菲宁家杨张航1三相桥式电压型PWM逆变器以三相桥式电压型PWM逆变器为对象，研究其在不同调制度下，输出电压的频谱成分变化，依仿真波形分析其工作时序。仿真环境：MATLABSimulink软件。仿真条件：直流侧电压1000V，调制波频率50Hz，开关频率30kHz，阻感负载R=10Ω，L=1mH。1.2仿真模型建立建立一个仿真模型，在Simulink中找到所需的交流电源、电压表、电流表、示波器、电感电阻负载、触发源等。将找到的各个模型按电路正确连接起来，如图1所示：图1三相桥式电压型PWM逆变器电路仿真电路图1.3仿真参数设置及仿真结果

2、按前面要求设置好仿真参数，直流侧电压1000V，调制波频率50HZ，开关频率30kHZ，阻感负载R=10Ω，L=1mH，三相共用一个载波信号，载波幅值设为1，在调制度为1、0.8、0.5时，分析输出线电压的频谱成分。（1）调制度a=1：（2）：调制度a=0.8：（3）调制度a=0.5：(4)工作时序仿真波形：1.4仿真波形分析输出电压频谱分析：共用载波信号时，输出的线电压中，所包含的谐波角频率为：式中，n=1,3,5,……时，k=3(2m-1）1，m=1,2,……；n=2,4,6,……时,m=0,1,……时，k=6m+1;m=1,2,……时，k=6m-1由此知，谐波中不含低次谐波，

3、只含有及其倍数次附近的谐波，谐波中幅值较高的是,,这些谐波是很容易滤除的。工作时序分析：三相桥式PWM逆变电路，三相的调制信号、、依次相差120°，U、V、W各相功率开关器件的控制规律相同，以U相为例，当>时，给上桥臂V1导通信号，给下峭壁V4关断信号；当<时，给上桥臂V1关断信号，给下桥壁V4导通信号。V4和V1的驱动信号始终是互补的。V相及W相的控制方式和V相相同。2单相全桥结构PWM整流器以单相全桥结构PWM整流器为对象，直流侧采用恒压源，控制输出电流，使变流器工作于四个象限。可以改变输出电流与相角。仿真环境：MATLABSimulink软件。仿真条件：单相全桥PWM整流电路

4、，系统频率50Hz，开关频率20KHz，交流电源220V，交流侧电感4mH，直流侧恒压源500V，交流侧电流10A且与交流电源电压同相位。2.1单相全桥结构PWM整流器电路基本工作原理图2单相全桥结构PWM整流器对图中电路中进行SPWM控制，则也为SPWM波且含有与正弦信号波同频率且幅值成比例的基波分量，以及和三角波有关的高次谐波，而不含低次谐波。高次谐波由于电感存在影响可以忽略。当正弦波频率与电源频率相同时，也为与电源频率相同的正弦波。在交流电源一定情况下幅值和相位仅由的基波分量及其与的相位差决定。改变的相位和幅值可以使与相位差为所需任意角度，但由于弧度值较小，计算有效位数对误差

5、影响大，所以我们采取调整交流电压源的相角代替调整相角，其效果相同。图3电阻负载时斩控式交流调压电路的波形如上图所示，、、和分别为交流电源电压、电感电压、电阻电压和的相量。图3(a)中，滞后，与同相位，电路工作于整流状态，且功率因数为1；图3(b)中，超前，与相位相反，电路工作在逆变状态；图3(c)中，滞后，超前90°，电路变为静止无功功率发生器；图3(d)中，通过对幅值和相位的控制，可以使得比超前或滞后任意相位。2.2参数计算在我们实际的仿真中，题目要求交流侧电流10A与交流侧电源电压同相位，把交流电源看成计算可得所需各参数。根据仿真条件，调制波周期为50Hz，开关频率为20kHz

6、。题目要求我们调节的幅值与交流电源相位以及电阻值，来达到要求的工作状态。设置调制波幅值a=0.5585，调制波相位超前电压源-2.2118°经仿真即得所求波形。调整参数，可使其四象限运行，计算步骤同上，具体参数见下表。相角差0°180°90°-90°幅值0.0.0.0.相角-2.°5.°45°-45°电阻电流基波相角-2.574°-175.5°-43.29°44°偏差0.178°0.6°1.71°1°2.3仿真模型建立图4单相全桥结构PWM整流器电路仿真电路图2.3仿真结果（1）电流电压反相：整体波形：局部放大：幅值相角图：基波：电流有效值：（2）电流电压反相：整体波形：局部放大：

7、幅值相角图：基波：微调调制度为0.411时：电流有效值：（3）电压超前90度：整体波形：局部放大：幅值相角图：基波：进行微调：幅值：9.07相角：45°电阻：23.5917Ω电流有效值：（4）无功补偿2（电流超前90度）整体波形：局部放大：幅值相角图：基波：电流有效值：