三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真

1、基本同步调制方式， fr 变化时 N 不变，信号波一周期内输出脉冲数固定；三相逆变器双极性 SPWM调制技术的仿真一、三项逆变器 SPWM调制原理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。图1中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其效果是相同的，正是基于这个理论，SPWM调制技术才孕育而生。

2、图1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲二、SPWM控制方式SPWM包括单极性和双极性两种调制方法，（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。（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。图2双极性PWM控制方式其中：载波比一一载波频率fc与调制信号频率 fr之比N,既N = fc / fr调制度一一调制波幅值Ar与载波幅值Ac之比，即Ma= Ar/Ac同步调制一一N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。三相电路中公用一个

3、三角波载波，且取 N 为 3 的整数倍，使三相输出对称； 为使一相的 PWM 波正负半周镜对称， N 应取奇数； fr 很低时， fc 也很低，由调制带来的谐波不易滤除； fr 很高时， fc 会过高，使开关器件难以承受。异步调制 * 载波信号和调制信号不同步的调制方式。通常保持 fc 固定不变，当 fr 变化时，载波比 N 是变化的； 在信号波的半周期内， PWM 波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的 脉冲不对称，半周期内前后 1/4 周期的脉冲也不对称；当 fr 较低时， N 较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较 小；当 fr 增高时， N 减小，一周期内的脉冲

4、数减少， PWM 脉冲不对称的影响就变 大。1）主电路 ：icbtVoltage(2)测量电路：主要是测量相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形。uRj uRb uRcRMS：DiRb(3)脉冲电路：封装在子模块中Repe dliing $aqu&riCfi(4)调制电路:四.结果分析1) R=2,1=0.1 , fc=600 , fr=50相电流：线电压:A日电压CA电压500 I111.0 -5001111100 0050.010.0150 020 0250.03三相桥式SPWM逆变电路共用一个载波时，输出线电压中的谐波角频率为n 叫 土 km r (6 -11)式中，n=1,3

5、,5, 时，k=3(2m 1) 1, m=1,2,;n=2,4,6,时，6m+ 1m二0丄1m = 12 *相电压:频谱图:403020L4002000-200-400“_00.002 O.OC4 0 0060 0D80.010.0120.014001600180.02Time (s)Fundamental (50Hz) = 172 9 , THD= 55.32%2001000 1200400600eooFrequency (Hz)频谱分析：从中可以看出SPWM逆变电路输出线电压不含有低次谐波，并且载波频率的整数倍的谐波 没有了，谐波中幅值较高的是Wc+2Wr和2Wc+Wr.2)R=2，l=0

6、.1，fc=1500，fr=50nmiw对目电压2000-200C0.0050.010.0150.020.0250.03-2000.0050.010.0150.020.0250.03-2000.0050.010.0150.020.0250.03-2000.0050.010.0150.020.0250.03c相电压-2000.0050.010.0150.020.0250.032000-2000.0050.010.0150.020.0250.03AB电压BC电压500500o1II1mammm1ii1 1MBmu i100.0050.010.0150.020.0250.03500CA电压00.00

7、50.010.0150.020.0250.03对目电流C相电流50-50o00.0050.010.0150.020.0250.034002G00-200-4QD00.0020.0040 0D60 0080.0100120.0140.0160.018D.02Time (s)FFT window: i qt 1.5 cycles of selected signalFundamental 国Hz) = 173.2 , THD= 27.31 %(-e 芒巴EEPUnLL右莎 Hcn乏25201-1200 m 60080010001200 14DD 1600Frequency (缶)2) R=2, l

8、=0.1 , fc=200 , fr=50AB电压5001IIIIIiIII“-500 I11111111100.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5BC电压500u luuuuviimmHuuTuumiiiri50000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5CA电压5001IIIIIIIII0 -I財目电流200-20-4000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5B相电流00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5C相电流500-50500-5000.050.10.150.

9、20.250.30.350.40.450.50.050.150.20.250.30.350.40.450.5財目电压B相电压C相电压20000.050.150.20.250.30.350.40.450.5Fundamental (50Hz) = 172.8 hTHD= 91.49%403020-1-ooIl llllllll.lhlllllllLlh.HllIllIIoDo3通过上面比较可知道:用 subplot 作图函数得到各个的线电压，相电压，相电流： subplot(3,1,1);plot(a.time,a.signals(1).values,b);title(A 相电压 );subpl

10、ot(3,1,2);plot(a.time,a.signals(2).values,r);title(B 相电压 );subplot(3,1,3);plot(a.time,a.signals(3).values,y);title(C 相电压 );subplot(3,1,1);plot(b.time,b.signals(1).values,b); title(AB 电压 );subplot(3,1,2); plot(b.time,b.signals(2).values,r); title(BC 电压 );subplot(3,1,3); plot(b.time,b.signals(3).values,y); title(CA 电压 );subplot(3,1,1);plot(c.time,c.signals(1).v