三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用

毕业论文论文题目：三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用学生姓名：学号：123456789所在院系：电气信息工程学院专业名称：自动化届次：2013届指导教师：目录前言 21SPWM控制技术产生背景 22SPWM控制技术 42.1PWM控制技术的概述 42.2面积等效原理 52.3SPWM（正弦脉冲宽度调制）控制技术 52.4SPWM的调制 62.5PWM的控制方法及其比较 73三相桥式逆变器中的开关器件 93.1IGBT的动态特性分析 93.2IGBT的特性和参数特点 为该模块的参数设置，在Generatormode选项中选择3-armsbridge(6pulse),既三桥臂共需要六个脉冲信号用以控制如图11中所示的六个电子管。Carrierfrequency为载波频率，该频率的大小决定了一个周期内SPWM脉冲的密度（如图7所示）。Frequencyofoutputvoltage是输出电压的频率，此处设置为国内标准的50Hz。5.2.3多功能桥图14通用三相整流桥图15多功能桥参数设置用三相整流桥为Simulink[13]中的Universalbridge模块。图15为该模块的参数设置对话框。其中Numberofbridgearms（桥臂个数）为3，PowerElectronicdevice（电力电子器件）选用IGBT/Diodes（晶闸管）。图16三相RLC负载模块图17三相RLC负载模块参数设置为模拟真实供电效果，在仿真系统中，整流桥输出的电压通入一个三相变压器后接入一个三相的RLC负载模块。设置R=2欧，L=0.01亨，C=0法。6Simulink[14]仿真结果6.1脉冲发生器模块的三角波频率为600Hz，正弦波频率为50Hz图18IGBT通过的电流图19逆变器输出a相波形图20逆变器输出b相波形图21逆变器输出c相波形图22逆变器输出相电压基波有效值6.2脉冲发生器模块的三角波频率为1080Hz，正弦波频率为50Hz

图23IGBT通过的电流图24逆变器输出a相波形图25逆变器输出b相波形图26逆变器输出c相波形图27逆变器输出相电压基波有效值6.3脉冲发生器模块的三角波频率为1560Hz，正弦波频率为50Hz图28IGBT通过的电流图29逆变器输出a相波形图30逆变器输出b相波形图31逆变器输出c相波形图32逆变器相电压基波有效值7结论通过本次三相电压型SPWM逆变器（如图11）的建模[14]和仿真过程，说明Matlab/Simulink有良好的用户界面和模型结构，尤其是POWERSYSTEMBROWER[15]为电气系统的仿真和科研提供了非常大的便利。在逆变器模型中，直流电压为250v，频率为50Hz；三相串联RL负载模块为星型连接，电阻为2欧姆，电感为0.01亨利。通过Simulink仿真：（1）在日常的生产生活中，为了拟制SPWM逆变器的输出谐波，可以选择适当的载波频率或者注入适当频率的谐波，以消除高次谐波。（2）Ua.Ub,Uc为三相互差120°，幅值相同（负载的电流波形结论相同）。（3）图19、20、21中Ua、Ub、Uc为逆变器输出电压的波形，呈正弦状，直流电逆变成交流电。（4）随着载波频率f的增加，逆变器可以输出逐渐规则的调制波，当f继续增大，波形起伏较大，同时可以观察出，IGBT的电流也受f改变的影响（5）鉴于以上仿真分析，逆变器可以用于电源在直流和交流之间的转化（6）在生产中，正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速在电机调速中发挥重要作用本文通过探究不同频率载波对三相电压型SPWM逆变器输出波形的影响，探索抑制逆变器输出电压中的高次谐波，改善逆变器输出电压（电流）的波形的方法，为三相电压型SPWM逆变器在生产生活的应用提供依据。参考文献：[1]李允先，陈刚.电力电子技术[M].第1版.北京：中国电力出版社，2007:81-101[2]胡拓宇.三相电压型SPWM逆变器的仿真.中国知网[J],2011,(17)：1-2[3]李华德.交流调速控制系统[M].第1版.北京：电子工业出版社，2003：1-10[4]胡崇岳.现代交流调速技术[M].第2版.北京：机械工业出版社,2001:15-40[5]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].第4版.北京：机械工业出版社,2002：68-85[6]贺益康.交流电机调速系统计算机仿真[M].第2版.杭州：浙江大学出版社,1993:75-120[7]郑锦聪，庄镇嘉.MATLAB进阶[M].第1版.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社,1999:37-62[8]何曦光，彭利坤，赵冰化.基于SPWM调制技术的三相电压型逆变器的性能研究.中国知网[J],2012,(1):1-3[9]陈坚.电力电子学[M].第2版.北京：高等教育出版社，2002:37-94[10]熊光愣，沈被娜，宋安澜.控制系统仿真及模型处理[M].第1版.北京：科学出版社,1993:106-130[11]杜欣,林飞.电力电子应用技术的Matlab仿真[M].第1版.北京：中国电力出版社，2009：26-30[12]陈怀璨，黄道君.控制系统CAD及MATLAB语言[M].第1版.北京：电子工业出版社,1996:45-78[13]黄忠霖.控制系统MATLAB计算及仿真[M].第1版.北京：国防工业出版社,2001:50-88[14]皇金锋,董锋斌.三相电压型PWM逆变器的建模研究.中国知网[J],2011,(4):1-2[15]薛定宇，陈阳泉.基于MATLAB/SIMULINK的系统仿真技术与应用[M].第2版.北京：清华大学出版社,2002:84-11附录本文是对三相电压型SPWM逆变器进行仿真，利用Matlab软件中的Simulink仿真系统建立三相电压型SPWM逆变器仿真模型，并对其输出电压和电流波形进行仿真分析。通过仿真结果的分析，探究抑制SPWM逆变器的输出谐波，消除高次谐波，改善输出压和电流波形的方法。根据不同频率的载波仿真结果的比较和分析，选择适当的载波频率或者注入适当频率的谐波，可以达到改善输出波形的目的。SPWM控制技术，在日常的生产生活中有着非常广泛的应用，特别是在电力电子技术中的一个分支——电力拖动中，正弦波脉宽调制（SPWM）变频调速有其独特的用武之地，不仅提升了生产效率，而且为人民的生产生活带来便利。目前，这项技术还在不断的发展和完善，随着计算机技术、电力电子技术、无线通信技术的迅速发展，SPWM技术也得到了迅速发展，相信在不久的未来，SPWM控制技术必将在工业生产中发挥更大的作用。致谢本次的论文写作是在***老师的精心指导下完成的。在本次论文写作过程中，他的严谨治学的态度，对广大青年学子的关爱和勤勤恳恳的敬业精神，都给我留下了深刻的印象。在*老师的帮助和指导下，我不仅顺利的完成了我的毕业论文，而且对于电力电子本科目也有了更深刻的理解。在我即将结束我的论文，走入社会之际；我要对在我学习之路上给我关心和帮助的指导老师表示深深的感谢。谢谢您，老师！虽然我要走出校园，在社会上一个人走；但是，*老师您严谨的工作作风，踏实的工作态度，做事