基于Matlab脉宽调制方法的研究

1、基于Matlab脉宽调制方法的研究SPWM原理分析原理分析SVPWM原理分析原理分析仿真模块搭建仿真模块搭建仿真结果和分析仿真结果和分析4123主要内容主要内容第1页/共28页 PWM（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（含形状和幅值）。PWM控制原理控制原理第2页/共28页PWM控制技术的重要理论基础控制技术的重要理论基础面积等效原理面积等效原理：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。第3页/共28页SPWM控制原理分析控制原理分析1.正弦半波分成正弦半波分成

2、p等分，等分，p足足够大，够大，就可以就可以把把正弦半波看正弦半波看成是由成是由p个彼此相连的脉冲序个彼此相连的脉冲序列所组成的波形列所组成的波形2.脉冲宽度相等脉冲宽度相等，但幅值不等但幅值不等3.利用相同数量等幅而不等宽利用相同数量等幅而不等宽的矩形脉冲代替的矩形脉冲代替4.各脉冲的幅值相等，而宽度各脉冲的幅值相等，而宽度是按正弦规律变化是按正弦规律变化第4页/共28页三相逆变电路的三相逆变电路的SPWMMUUdab612.01第5页/共28页用用MATLAB对三相桥式逆变电路进行仿真对三相桥式逆变电路进行仿真第6页/共28页SPWM仿真结果仿真结果-线电压线电压VMUUdab4.1222

3、508.0612.0612.01当Ud=250V，M=08时，线电压基波为：第7页/共28页三相逆变器电压空间矢量三相逆变器电压空间矢量PWM控制（控制（SVPWM）l、直流利用率更高直流利用率更高 2.开关损耗开关损耗降低降低采用开关损耗模式SVPWM法的逆变器的功率器件开关次数比采用常规SPWM法逆变器的功率器件开关次数减少了 ，大大降低了功率器件的开关损耗采用空间矢量PWM(SVPWM)算法可使逆变器输出线电压幅值最大达到 ，比常规SPWM法提高了约1547 3.应用角度不同应用角度不同 SVPWM，又称磁链追踪型PWM法，它是从电动机的角度出发，其着眼点是如何使电机获得圆磁场 传统的正

4、弦脉宽调制(SPWM)技术是从电源的角度出发的，其着眼点是如何生成一个可以调频调压的三相对称正弦波电源第8页/共28页SVPWM原理原理三相逆变电路采用空间矢三相逆变电路采用空间矢量控制时直流电压利用率量控制时直流电压利用率为为707.01dUU第9页/共28页等效伏秒平衡原则等效伏秒平衡原则srefTuTuTuTu006644第10页/共28页coboaouuuuu232123210132第11页/共28页123计算相邻两开关电压矢量作用的时间根据开关电压矢量作用时间合成为三相PWM信号 重点重点SVPWM控制信号的控制算法生成步骤SVPWM控制信号的控制算法控制信号的控制算法第12页/共2

5、8页uuuuuuuurefrefref33321uuuuuuuurefrefref33321第13页/共28页计算相邻两电压空问矢量的作用时间计算相邻两电压空问矢量的作用时间dsdssdUTuuZUTuuYTUuX232323233扇区扇区1 12 23 34 4 5 56 6S3 31 15 54 46 62 2TxTx-Z-ZYX X-X-X-Y-YY YTyTyX XZ-Y-YZ Z-Z-Z-X-X注意出现：Tx+TyTssyxyysyxxxTTTTTTTTTT第14页/共28页计算三相相应的开关时间计算三相相应的开关时间Tcm1、Tcm2、Tcm3均以零矢量均以零矢量(000)开始和结

6、束，中间用零矢量（开始和结束，中间用零矢量（111）,其余时间有效矢量合理安排其余时间有效矢量合理安排七段空间矢量合成方式七段空间矢量合成方式使每一次的开关切换只涉及一个开关，降低开关频率使每一次的开关切换只涉及一个开关，降低开关频率原则原则零矢量零矢量(000)(000)矢量矢量A A矢量矢量B B零矢量零矢量(111)(111)矢量矢量B B矢量矢量A A零矢量零矢量(000)(000)TS第15页/共28页以以1扇区为例扇区为例224244321yxyxscmxyxscmyxscmTTTTTTTTTTTTTTT无论在哪一个扇区，Tx都对应最先作用的非零矢量时间，Ty则为另一个非零矢量的作

7、用时间Tx、Ty两个非零矢量的作用时间两个非零矢量的作用时间ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc.要求要求- Tcm1占空比最大- Tcm3占空比最小第16页/共28页同理，其它扇区有如下表同理，其它扇区有如下表扇区223456S315462Tcm1TaTbTcTcTbTaTcm2TbTaTaTbTcTcTcm3TcTcTbTaTaTb224ybcxabyxsaTTTTTTTTTT第17页/共28页PWM的生成的生成SVPWM发生电路总图发生电路总图第

8、18页/共28页仿真结果分析仿真结果分析VUUd75.176250707.0707.01结论结论 可见，计算结果与读数176.7V结果接近，说明仿真正确，同时可以看到三相逆变电路采用空间矢量控制时，直流利用率为0.707，而采用SPWM控制时，直流利用率为0.612，因此空间矢量控制的直流利用率是SPWM控制的1.155倍，直流利用率比SPWM提高了 。第19页/共28页Click to edit title style 致谢致谢 在本篇论文即将完成之时，在此要感谢我的导师在本篇论文即将完成之时，在此要感谢我的导师XXX老师，本老师，本论文是在论文是在XXX的悉心指导下完成的。的悉心指导下完成

9、的。XXX认真负责的态度、治学严认真负责的态度、治学严谨的精神激励着我，使我获益匪浅。谨的精神激励着我，使我获益匪浅。感谢学院里给与我帮助的老师和同学，感谢你们为我所做的一切。感谢学院里给与我帮助的老师和同学，感谢你们为我所做的一切。最后我衷心的感谢各位老师和同学，并致以我崇高的敬意和美好的最后我衷心的感谢各位老师和同学，并致以我崇高的敬意和美好的祝愿！祝愿大家身体健康，工作顺利，学业进步。祝愿！祝愿大家身体健康，工作顺利，学业进步。第20页/共28页Thank You!With My Best Wish！第21页/共28页三相逆变电路的三相逆变电路的SPWMMUUdab612.01第22页/共28页SVPWM原理原理三相逆变电路采用空间矢三相逆变电路采用空间矢量控制时直流电压利用率量控制时直流电压利用率为为707.01dUU第23页/共28页SVPWM原理原理三相逆变电路采用空间矢三相逆变电路采用空间矢量控制时直流电压利用率量控制时直流电压利用率为为707.01dUU第24页/共28页123计算相邻两开关电压矢量作用的时间根据开关电压矢量作用时间合成为三相PWM信号 重点重点SVPWM控制信号的控制算法生成步骤SVPWM控制信号的控制算法控制信号的控制算法第25页/共28