基于MATLAB下的SPWM三相桥式逆变电路(共7页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上基于MATLAB下的SPWM三相桥式逆变电路理论补充：逆变器工作原理：整个实验在三相桥式逆变电路下进行，如下图1，电感电阻性负载，A、B、C相的上下桥臂轮流导通。当导通，截止时，a点电位位Ud/2；当导通，截止时，a点电位位-Ud/2。同理可得b、c点的电位。通过控制六个管子的导通时间，达到逆变效果。图1 实验主电路 PWM是六个VT管子的触发信号，此信号是通过调制信号（即正弦波）和载波（三角波）的比较得到的，分析管的通断情况：当正弦波比三角载波大的时候比较器输出1，导通，否则，比较器输出0，关断。同理导通情况只要与反相即可。图2 PWM波生成原理简图仿真：1.主电路模块搭建：如图3，输入直流电压源大小，输入部分为三相对称电感、电阻性负载，作星形连接，电阻取值大小为，电感取值。图3 SPWM三相桥式逆变仿真电路Universal Bridge元器件说明图4 Universal Bridge模块和通用桥展开图Universal Bridge模块的中文名是通用桥模块，它有1个桥臂、2个桥臂和3个桥臂的选择。它的三个桥臂的展开图如下图4所示，当六列PWM信号输入通用桥的g端口时，通用桥会自动分配每一列的信号给每一个管子，控制该管子的开闭。其输入的顺序是，第一列信号输入到，第二列信号输入到，第三列信号输入到，第四列信号输入到，第五列信号输入到，第六列信号输入到。2.SPWM生成模块由图2可知，当调制信号的正弦波大于三角载波时，逆变器输出高电平，否则，输出低电平，可设计如图5触发电路，以A相电路上下桥臂为例。图5 SPWM中A相的上下桥臂的输入信号图5中用了两个逻辑比较器Relational Operator来比较两列输入波形的大小，Relational Operator的工作原理是，符合图中逻辑关系时，输出1；反之，输出0。当调制比为0.8，载波比为12，仿真时间为时，有以下输出波形，如图6，第一栏为输入的调制波和载波信号，第二栏为A相电路上桥臂开关信号，第三栏为A相电路下桥臂开关信号，与上桥臂反相。同时可以看到，当调制波比三角载波大时上桥臂的开关信号为1，开关管导通，当调制波比三角载波小时上桥臂的开关信号为0，开关管关闭，上下桥臂交替导通，形成逆变。图6 M=0.8，C=12时A相上下桥臂的开关信号整个仿真电路如图7，左边的三个模块是SPWM的生成模块，六列信号输入到通用桥中，控制通用桥内管子的导通顺序。主电路电感为0.02H，电阻为2。图7 完整电路仿真图参数的设置A相正弦模块设置，幅值为0.8，频率为100*pi，初相位为0.图8 A相正弦模块同样B、C相只需要设置初相位时有个120°的差值就可以了，注意，在MATLAB中要把120°转换为弧度输入，即为pi/3。载波设置，三角模块是一个时间值对应一个幅值的大小的，至于载波频率是多少，根据实验需要，读者可以自己改。图9 三角载波设置万用表参数设置三个万用表参数设置如下（可拉大看），第一个测的是负载相电压，第二个和第三个测的都是相电流，第二个是把电流分别用示波器展开看，第三个是把三个电流在同一示波器下显示。图10 万用表的参数设置仿真结果仿真时调整算法为ode45，仿真步长为可变步长，最大步为1e-5，最小步为1e-6，仿真时间为0.08s。如下图11所示。图11 算法参数设置为了便于分析，本论文的仿真结果均经过顺序调整，使得第一个图均为初相位为0的正弦波形。图12 相电压、波形图图13 三相电流波形图图14 三相电流波形在同一坐标下显示图分析所得到的相电压波形有正弦的趋势，但谐波含量还是比较高，这时因为没有滤波电路的缘故。仿真结果达到预期效果。专心-专注-专业