单相逆变器SPWM调制技术的仿真

1、华东交通大学课程设计-3 -课程设计(论文)任务书电气学院一、课程设计二、课程设计三、课程设计四、课程设计学 院 11电力牵引 专业.(论文)题目 单相逆变器 SPWM 调制技术的仿真11电力牵引(3)班(论文)工作自2014 年 6月日起至 2014年2月_20_日止。(论文)地点：电气学院机房(论文)内容要求：1.本课程设计的目的(1) 熟练掌握MATLAB语言的基本知识和技能；(2) 熟悉 matlab 下的 simulink 禾R simpowersystems 工具箱；(3) 熟悉构建单相桥式逆变器 SPWM单极性和双极性调制的仿真模型;(4) 培养分析、解决问题的能力；提高学生的科

2、技论文写作能力。2.课程设计的任务及要求 1)基本要求：(1) 要求对主电路和脉冲电路进行封装，并对调制度和载波比参数进行封装；(2) 仿真参数为：E=100-300V; Ma=0.8-0.95; N=9-21; h=0.0001s，其他参数自定;(3) 给出调制波原理图、相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形以及频谱图，要求采用 sub plot作图；(4 )选取不同参数进行仿真，比较仿真结果有何变化，给出自己的结论。(5)利用 matlab下的simulink和simpowersystems工具箱构建单相桥式逆变器spwm单极性和双极性调制的仿真模型。2)创新要求:封装使仿真模型

3、更加美观、合理3)课程设计论文编写要求(1)要按照课程设计模板的规格书写课程设计论文(2) 论文包括目录、正文、心得体会、参考文献等(3) 课程设计论文用 B5纸统一打印，装订按学校的统一要求完成 4)答辩与评分标准：(1 )完成原理分析：20分;(2 )完成设计过程：40分;(3)完成调试：20分；(4)回答问题：20分;5)参考文献：1 刘凤君现代逆变技术及应用M. 北京：科学出版社，2006.2 伍家驹，王文婷，李学勇，等 单相SPW逆变桥输出电压的谐波分析J. 电力自动化设备,2008, 28（4）: 45-49, 52.3 王兆安，刘进军，电力电子技术，机械工业出版社，2009.54

4、 汤才刚，朱红涛，李莉，陈国桥，基于PW的逆变电路分析，现代电子技术2008年第1期总第264期。 刘卫国.MATLAB1序设计与应用（第二版）.北京：高等教育出版社，2008.6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料2图书馆编程设计与调试2实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名:2011年6月25日课程设计（论文）评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（、差（）（2 ）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（、差（）（3 ）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（、一般（、差（）；（4 ）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（、差（）（

5、5 ）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（、一般（、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是( :）、否（）（7）总评分数优（）、良（、中（、一般（:、差（）；评阅人:职称:华东交通大学课程设计目录1. 引言 .2. 软件介绍 .3. 电力电子电路的仿真实验系统设计3.1 实验系统总体设计-7-3.2电力电子电路SIMULINK仿真，具有以下特点.-7-4. 单相逆变器SPW碉制技术的仿真4.1单相逆变器SPW调制电路的基本结构图-8-4.2 单相逆变器SPW调制电路的工作原理-8-4.2.1 逆变器SPW调制原理4.2.2 SPWM 控制方式- 10 -4.3单相逆变器SPW碉制电路

6、的SIMULINK模型12 -4.3.1单极性SPW仿真的模型图- 12 -4.3.1单极性SPW仿真的模型图- 13 -4.4 模型参数的设定模型仿真图及其分析14 -4.3.1单极性SPW仿真- 14 -4.3.2双极性SPW仿真5. 结束语 .- 25 - 26 -6. 参考文献 .单相逆变器SPW调制技术仿真的课程设计摘要 ：随着电力电子技术的不断发展， 可控电路直流电动机控制， 可变直流电源等方面得到了广泛的应用 , 而这些都是以逆变电路为核心。 本文建立了基于 MATLAB的单相桥式SPW逆变电路的动态模型给出了仿真的实例与仿真结果，验证了模型的正确性，并展现了 MATLA仿真具有

7、的快捷，灵活，方便，直观的优点，从而为电力电子电力的数学及设计提供了有效的工具。 关键词 ：单相逆变 SPWM 技术 MATLAB SIMULINK 仿真 分析- 8 -1. 引言20 世纪 60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以交换和控制，生产了现在各种高效节能的新型电源和交直流调速装置， 为工业生产， 交通运输等提供 了现代化的高新技术， 提高了生产效率和人们的生活质量， 使人类社会生活发生 了巨大的变化。 但是在电力电子技术中有关电能的变换与控制过程， 内容大多涉 及电力电子技术各种装置的分析与大量计算， 电能变换的波形分析， 测量与绘图 等，随着晶闸管所处状态的不同， 系统的参数形

8、式也不同， 因而传统的计算机语言编程仿真程序冗长， 可读性差， 调试费时，大量的时间花在矩阵处理和图形的 算功能强大，计算准确又快捷；同时MATLA提供的动态仿真工具SIMULINK可直 接建立电路仿真参数, 并且可以立即得到参数修改后勺仿真结果, 直观性强, 省 去了编程步骤， 实体图形化模型的仿真简单， 方便，能节省设计时间与降低成本。生成分析等繁琐易错的细节上，而这些工作特别适合MATLAB勺使用。MATLA运MATLA绘制的图形尤其准确，清晰，精美。电力电子技术领域通常利用MATLAB中的SIMULINK其中的电气系统模块库(Power System Blockser )建立电力电子

9、装置勺简化模型并进行控制器勺设计和仿真。现如今，逆变器的应用非常广泛，在已有的各种电源中，蓄电池， 、干电池、 天阳能电池都是直流电源， 当需要这些电源向交流负载供电时， 就需要逆变。 另 外，交流电机调速变频， 感应加热电源等使用广泛的电力电子设备， 都是以逆变 电路为核心。本文利用MATLA仿真软件对单相桥式逆变SPW电路进行仿真分析, 并得出正确勺仿真结果。2. 软件介绍MATLAB境（又称 MATLA语言）是由美国 NewMexico大学的Cleve Moler于 1980年开始研究开发的， 1984年由 Cleve Moler 等人创立的 Math Works 公 司推出的第一个商业

10、版本。经过几十年ATLAB勺发展，竞争和完善，现已成为国 际公认最优秀的科技应用软件。ATLAB语言的两个最著名特点，即其强大的矩阵 运算能力和完善的图形可视化功能， 使得它成为国际控制界应用最广的首选计算 机工具。在控制界， 很多知名学者都能为其擅长的领域写出了工具箱， 而其中很多工具箱已成为该领域的标准。 MATLAB具有对应学科极强的适应能力，很快成为应用学科计算机辅助分析， 设计， 仿真，教学甚至科技文字处理不可缺少的基 础软件。MATLA命令和矩阵函数是分析和设计控制系统时经常采用的。MATLA具有很多预定含义的函数， 供用户在求解许多不同类型的控制问题时调用。 SIMULINK是M

11、ATLA提供的一个用来对动态系统进行建模，仿真和分析的软件包。Simulink 界面友好， 他为用户提供了用方框图进行建模的图形接口， 用户建模通过简单的 单击和拖运就能实现， 使得建模就像用纸和笔来画面一样容易。 他与传统的仿真软件包相比，具有更直观，方便，灵活的优点。SIMULINK允许用户定制和创建自己的模块。SIMULINK模块库内资源相当丰富，基本模块库包括连续系统，离散系统非线性系统，信号与函数，输入模块，接收模块等等，使用方便。由基本模块又形 成了其他的一些专业库，使仿真起来简单快捷，尤其是其中的电气系统模块库启动Power System Blockser ），可以使电力电子技术

12、的仿真变得更加容易。在建成模型结构后， 就可以启动系统仿真功能来分析系统的动态特性。仿真后，SIMULINK通过鼠标操作就可以实现在线修改参数，改变仿真算法，暂 停/ 继续或停止仿真，不需要其他的复杂操作。3. 电力电子电路的仿真实验系统设计实验软件中提供了典型电力电子电路（如整流电路、触发电路、有源逆变电路、交流变换电路、直流斩波电路等）的数学模型，可供实验使用，同时也可以自己设计模型完成不同功能的实验任务。3.1 实验系统总体设计电力电子电路的 Simulink 仿真流程如下： 数学建模阶段模型转换阶段运行仿真阶段分析仿真结果数学建模阶段：将实际对象的动态特性用微分方程、传递函数、状态方程

13、或结构图等方式描述出来。模型转换阶段：在 Matlab 环境下选择仿真算法将数学模型转化成能被计算机接受的离散化模型， 即仿真模型。 建立模型后， 设定每个模块参数。运行仿真阶段： 在 Simulink 环境下设置仿真参数， 包括仿真时间，仿真步长，误差值等，采取快速仿真算法，既能达到实时仿真的目的，又能满足一定的精度要求。分析仿真结果： 使用 Scopes 可以观察仿真结果。 并且能在仿真运行过 程中随时改变参数，观察变化情况。3.2 电力电子电路 Simulink 仿真，具有以下特点电力电子电路实验系统的 Simulink 仿真，具有以下特点：1）仿真研究方法简单、灵活、多样。该仿真实验在

14、仿真时还可以任意参数调整，体现了仿真研究和数学的方便性和灵活性2）仿真结果直观。通过仿真研究可以得到有关系统设计的大量、 充分而且直观的曲线与数据，方便对系统进行分析、改进。华东交通大学课程设计4. 单相逆变器SPWM调制技术的仿真4.1 单相逆变器SPW碉制电路的基本结构图单相桥式逆变器有四个带反并联续流二极管的IGBT组成，分别为 VT1VT4直流侧由两个串联电容，他们共同提供直流电压Ud，负载为阻感负载，调制电路分别由单相交流正弦调制波形和三角载波组成，其中三角载波和正弦调制波的幅值和频率之比分别被称为调制 度和载波频率，这是 SPW碉制中的两个重要参数。三角载波和正弦调制波相互调制产生

15、四路脉冲信号分别给六个IGBT提供触发信号。VTJ信号波VAl调制已载波上亠电路图1单相桥式SPWh型逆变电路4.2 单相逆变器SPW碉制电路的工作原理4.2.1逆变器SPWM调制原理PW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PW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（SVPWMPWM Pulse Width Modulation ）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形。PWMS制技术的重要理论基础是面积等效原理，

16、即：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。/©L11 /(卯10r701ta）矩形脉冲b)三角脉冲C）正弦半波脉冲d)单位脉冲函图2形状不同而冲量相同的各种窄脉冲图2图3分析如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波。把正弦半波分成N等分，就可以把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波 形。如果把这些脉冲序列用相同数量的等幅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，就可得到图2所示

17、的脉冲序列，这就是PW波形。像这种脉冲的 宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的 PWM波形，也称为SPW波。SPW碉制技术才孕育而生。Ud-Ud图3单极性SPW控制方式波形上图所示的波形称为单极性 SPW波形，根据面积等效原理，正弦波还可等效为图3中所示的PWMfe,这种波形称为双极性SPWI波形，而且这种方式在实 际应用中更为广泛。422SPWM控制方式(a)S PWM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SPW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

18、连续变化， 则SPW波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。(b)单极性SPW法(1)调制波和载波：曲线是正弦调制波，其周期决定于需要的调频比kf，振幅值决定于ku,曲线是米用等腰三角波的载波，其周期决定于载波频率，振 幅不变，等于ku=1时正弦调制波的振幅值，每半周期内所有三角波的极性均相 同(即单极性)。调制波和载波的交点，决定了 SPW脉冲系列的宽度和脉冲音的间隔宽度, 每半周期内的脉冲系列也是单极性的。(2) 单极性调制的工作特点：每半个周期内，逆变桥同一桥臂的两个逆变器 件中，只有一个器件按脉冲系列的规律时通时通时断地工作，另一个完全截止；而在另半个周期内，两个器件的工况正好相反，

19、流经负载ZL的便是正、负交替的交变电流。(c)双极性SPW法(1)调制波和载波:调制波仍为正弦波，其周期决定于kf，振幅决定于ku,中曲线，载波为双极性的等腰三角波，其周期决定于载波频率，振幅不变，与ku=1时正弦波的振幅 值相等。调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列，此脉冲系列也是 双极性的，但是，由相电压合成为线电压(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua) 时, 所得到的线电压脉冲系列却是单极性的。(2)双极性调制的工作特点：逆变桥在工作时，同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断，毫不停息，而流过负载ZL的是按线电压规律变化的交

20、变电流。图6双极性PW控制方式- 12 -华东交通大学课程设计其中：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M吐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。?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；?三相电路中公用一个三角波载波，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,? fr很高时,fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除; 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

21、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，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大。4.3单相逆变器SPW碉制电路的Simulink 模型431单极性SPW仿真的模型图SubsystemDJX PWM华东交通大学课程设计- 24 -图7单极性SPWM仿真的主电路1图8单极性SPWM仿真的触发脉冲电路mIin61 4.3.1双极性SPW仿真的模型图dou

22、bler*Out1Data Type Con versi on1po werguiDC VL RMultimeter图9双极性SPWM仿真王电路4.44.3.1(1)ClocgConstantGainL>2*pi*fsA sinTrigonometricFunction图10P roductRep eating Sequence*RelationalOp eratorogicalTLogicalOp erator双极性SPWM仿真的触发脉冲电路模型参数的设定模型仿真图及其分析单极性SPW仿真doubl Out1Data Type Conversion1频率为50hz;载波比为15；调制深

23、度为0.85仿真分析输出频率为50hz载波比为15调制深度为0.85仿真分析200-2000100III IIIIInulln III 1111 III 1负载电压1000-1000.010.020.040.050.03t/s0.06-1000-U.C-L _- 亠-1-"xr负载电流500-500.010.020.040.050.03t/s0.06负载电压傅里叶分析:-Signal lo araly20ai Displsy selact«dDisplsy FFT wiidowSelected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2

24、 cycles1000-1000.010.040.050.060.020.03Time (s)"A-ailabls signals- 曲gg:fl1与咨"&1 number:11|FFI winder IFreque ncy (Hz)M/Arne rnsanucuTO %vawaMJStal lirne (s):屯Nwibcr of cycles; 2Fundarnerflal f(w8n&y (血 r负载电流傅里叶分析: Available signalsSignal to analyzeFFI windowStart time'i(sX 0Num

25、ber or cycles:Fundamental frequency (Hz"'；2QOO Tl JTL JT . iLe趣一.HertzMax Frequerc (Hwy|Bsr (relative Iq kjndamentsi)Frequency asrs'FFT setlings Display style:Stiuciure:Input Tuta Signal number.Close频率为50hz；载波比为15；调制深度为0.95仿真分析输入频率为50hz载波比为15调制深度为0.95仿真分析负载电压200100-100-200millmillIII II

26、IIII 11II 1Illi 110050-50-1000.010.020.03t/s0.040.05负载电流0.06V* VJ130.010.020.03t/s0.040.050.06负载电压傅里叶分析:|Signal Io analyzy4 Dr&plny salflctad signal Dreploy FFT wowSelected sig nal: 3 cycles. FFT win dow (in red): 2 cycles100-10000.01TFT analysisI2520151011%川0.020.03Time (s)0.040.050.06Fun dame

27、ntal (50Hz) = 94.85 , THD二 57.97%5001000Freque ncy (Hz)15002000日input:girt "I¥Signal rumber'血白il白bl白signa怙 Stfuctuie:-I FFT windowrStart lime (s): 'dHumber or cycles: gfuncJaincntal ftcqucncy (Mzy 岡匚FFI sellingsDisplay 號F絶：Ear (relatrvE Ip kjndanKrrtal)FiequeneCks*e负载电流傅里叶分析:Signal

28、 lo 刁n刁lyzs>4i Disjlav selected signal > « Disjlav FFT windowSelected signal: 3 cycles. FFT window (in red): 2 cycles /I50-500.017.0.020.030.04Time (s)0.050.06FFT analysis =Fun dame ntal (50Hz) = 80.38 , THD= 8.22%mdFo% gMUlinIII lllllllllllll lllllll IJiLllIlli jlihliiL500100015002000Fre

29、quency (Hz)(3)频率为200-2000100-Avilbk sigrtmlgarijctirfe.FFT windowSlarltime (s)：-pPKimtior of cyclfl»-|2IFiindamertal rrs<|bency (Ht); FFT sellingsDisplar Style'Bar (relative to furKiamerrtal)F r -.- J. "iroIFreduercy axis.I Hem htaxFiequerKy (Hs):2Cm50hz;载波比为20；调制深度为0.95仿真分析输入频率为50h

30、z载波比为20调制深度为0.95仿真分析负载电压IlFTlinnrminiMilUULUTIH.0.010.020.03t/s0.040.050.06负载电流-10000.010.020.03t/s0.040.050.06华东交通大学课程设计48负载电压傅里叶分析:Sign3丨 lo jnjIySflTi4i DiSplAvsignal i j Display FFT windowSelected sig nal: 3 cycles. FFT win dow (in red): 2 cycles400-400000.040.020.03Time (s)0.040.050.Available S

31、ignals-063f|inpu :1.input 1Signal number1bJaructire.FFT windowStat l*ne (s):卫=|FFT analysis25timber Ct CVIbs：maanuFTO oaMFun dame ntal (50Hz) = 94.83 , THD= 57.48%20454050450020005004000Freque ncy (Hz)Fundameral fr«)uency H?);r-rFFT seltingsrDisplay style.Bar (relative to fundentsl)IlFrecueficv

32、 9xis'rtert2Was Frequewy (Hs):|3000Close负载电流傅里叶分析:-Signal to analyzeI申 Display SalBBd sigrtal i_i Display FFT wvindmAr Available signalsS(ri4cti>e -50-50Selected sig nal: 3 cycles. FFT win dow (in red): 2 cycles>1«FFT analysis*loLne maanuLTro0.01Input:inpii 25»grwl number:u Fri&q

33、uot;F 10.020.030.04Time (s)0.050.06p FFT windowNurriUer oT cydes.-bFundametial rrwiuency (Hz):-FFT setling'5DigpiflY style -Bar (rdalii/t to ftirtditut列华东交通大学课程设计由上面变载波比，变调制深度可以有下述结论，输出电压基波幅值与调制深度成正比。 当载波比一定，变化调制深度时，当载波频率远大于输出电压基波频率即fc>>fs，且调制深度0VmW 1时，基波电压幅值与直流侧电压满足一下关系:U1 m*Ud。仿真电路中，m=0.

34、85时，输出- 36 -电压基波约为85V, m=0.95时，输出电压基波约为95v，它表明，spwm逆变输出电压的基波幅值与调制深度成线性变化。因此通过调节控制信号，可以方便的 调节逆变器的输出电压的频率和幅值。载波比越高，最低次谐波离基波越远，也就越容易滤波。例如：调制深度都 为0.95,载波比为15时，负载电流谐波失真THD=8.22% ;载波比为20时，负载电流谐波失真THD=7.30%，即载波比越高，负载电流中的谐波越少。故提高载波比将有效改善输出电压的质量。432双极性SPW仿真(1)频率为50hz;载波比为15;调制深度为0.85仿真分析频率为50hz ;载波比为15;调制深度为

35、0.85仿真分析负载电压负载电流负载电压傅里叶分析:Time (s)-FFT 古nalyfiishput:J=Available sinalSiructirc:itW 1曲rial numberFFT winMnrtaarttni9 ；51!屯亟Nurber 对 cycles- nFun dame ntal (50Hz) = 85.29 , THD= 132.26%Mflrne msanurfo %aaMI I llll.5001000Freque ncy (Hz)15002000Furwtenienlal frequency (He):f=FFT idlLingt-OsplB style:|

36、siar (reWrveto Junaomernol)FZFrequency wds:I timiz严H Fc口u亡ncY GfctL.卫豎巴-.i负载电流傅里叶分析:,Signal analyze'«j Displny s«Jflct«d DisplDy FFT wiicfawSelected sig nal: 2 cycles. FFT win dow (in red): 1 cycles0.150.10.05-0.05Available signalsSirudure:input Znurrtsef：L00.0050.010.0150.020.025

37、0.030.0350.04Time (s)FFT wirdofWSlari C?)：电亟FFT analysis5040302010Fun dame ntal (50Hz) = 0.09515 , THD= 10.30% I. 亠 N i5001000Freque ncy (Hz)15002000WKnbcr of cycles; pFundarmenlai fre<pencY Ft Jr-FFT settingsDrspiav列划已IBv "riaWcto 伽dirncEaOFrepelCY axis'DDD'Bsplay j1 CID3B IHertzMom

38、 Frequency (Hz):频率为50hz;载波比为15;调制深度为0.95仿真分析频率为50hz ；载波比为15 ；调制深度为0.95仿真分析负载电压负载电流负载电压傅里叶分析:Available signalsDnplay FFT wdw-FFT window-Signal to analyzeA Dreplay salactad signalSignal number-Input:Structure :f FFT analysis*Start mine's；djod5Number of cycles: pFundamental frec)uency (HzJ:-FFT set

39、lingsQi呂pl日Y 51”足：Isar CrclBtrvc Io iunawwntrf)10Frequency ars'HertzMax Fiequenc/ (Hex pom负载电流傅里叶分析:-Signal Lo analyz肖'a Orsplay selected signal Crsplay FFT wndowSelected sig nal: 2 cycles. FFT win dow (in red): 1 cycles0.150.10.05-0.0500.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time (s)pFFT analys

40、is -Fun dame ntal (50Hz) = 0.1058 , THD二 9.68%504030厂 Available signalsStructuic.mput 'gm 2Signal number-一 FFT windowNumber cyf cycles: pTFundamental TfKfijency CHz*FFT £tlir1g£Display 51”足：Gar (relative g lundamerrtal)20Fiequftnc a 人 ts.105001000Freque ncy (Hz)15002000(20001口昭1HertEMa

41、t Fiequenc/ (Hex(3)频率为50hz;载波比为20;调制深度为0.95仿真分析频率为50hz ；载波比为20 ；调制深度为0.95仿真分析负载电压负载电流0.30.2A 0.1-v'r、-0.0050.010.0150.02t/s0.0250.030.0350.04负载电压傅里叶分析:SigMl kh汕自ly站0 DisUsy sflItztBd e切日IDispl町 FFT window厂比曲il自bl色sig帕陆L FFT window.r-FFT analystFun dame ntal (50Hz) = 95.25 , THD二 109.74%706050403

42、02010015005001000Freque ncy (Hz)2000负载电流傅里叶分析:Signal S站'fl OispfaY salKtcri e切日IDiBpInyfFT windowSelected sig nal: 2 cycles. FFT win dow (in red): 1 cycles0.150.10.05-0.05EtiuCluic .kifjulinput 1mgriBi nurrtwr:am tnic (s： Jd.hhIKMmtcr ofFuidamenlal Inequency (Hz)c厂 FFT 樂ttiriADi5pi3T style:Isar

43、(rclflOvcto lundHrncrraljFrtqiKnc hMs:H#itzbkax Frequency (H可:-Ajrailabl signals5tiueiluie .卜 hfjul1TlinpUt 2TSq 仃田 nurrtwr:00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time (s)L FFT window.pFFT analystam tnic (s： -Jd.hh' IKjnfccr of cyes j1Fuidamenlal 1nequefx:y (Hz)c厂 FFT £tting&Dispiar style

44、:Isar (rclflOvcto lundHrncrraljFrtquenc HwiE：hertz植fl更 Frequency 出 e):ma CIdh 由上面变载波比，变调制深度可以有下述结论,1）输出电压基波幅值与调制深度成正比。 当载波比一定， 变化调制深度时， 当载波频率远大于输出电压基波频率即 fc>>fs，且调制深度0<m<=1时，基波电压幅值与直流侧电压满足一下关系：U1 m* Ud。仿真电路中，m=0.85时，输出电压基波约为85v, m=0.95时，输出电压基波约为95v，它表明，spwm逆变输出电压的基波幅值与调制深度成线性变化。 因此通过调节控制

45、信号， 可以方便的 调节逆变器的输出电压的频率和幅值。2） pwm 电压波形中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波。幅值最高影响 最大的是 k 次谐波分量，随调制深度的增加，其幅值的相对值逐渐减小。由于pwm 电压波形中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波，可见载波比越高，最 低次谐波离基波越远，也就越容易滤波。例如：调制深度都为 0.95时，载波比 为15时，负载电流谐波失真THD=9.68%;载波比为20时，负载电流谐波失 真THD=9.23%，即载波比越高，负载电流中的谐波越少。故提高载波比将有效改善输出电压的质量。 但是另外， 由于开关损耗等原因， 开关频率在逆变器的设 计和运行中还会受到多种因素的影响，相应的对载波比大小也有一定的限制。3）输出频率：50hz;载波比：20；调制深度：0.95时，单极