电力电子技术课设报告

电力电子技术基础

课程设计

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题目：双极性SPWM单相逆变电路仿真

一、实验目的：

针对单相桥式PWM逆变电路，采用双极性SPWM调制技术，完成仿真电路的设计，并确定电路中的元件取值，在仿真模型中用示波器显示直流侧电流波形以及负载阻抗两端的电压信号和电流信号。

二、实验内容：

根据设计要求，采用IGBT作为开关器件的单相全桥电压型逆变电路，负载为阻感负载，工作方式为双极性PWM方式，直流电源电压设定为100V。工作时v1和v2的通断状态互补，v3和v4的通断状态也互补，在ur的一个周期内，输出的PWM波形只有（正负Ud）两种电平，在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制个开关器件的通断。在ur的正负半周，对各开关器件的控制规律相同，即当ur>uc时，给v1和v4导通信号，给v2和v3关断信号，只是如果io>0，则v1、v4通；若io<0，则vd1、vd4通，无论哪种情况输出电压uo=ud。当ur

三、实验用设备仪器及材料：

1.电脑

2.MATLAB软件

四、实验原理图：

D2

U d

D3

单相全桥PWM逆变主电路

五、实验方法及步骤：

新建Simulink文件，在其库函数中找到直流电源模块、电流表模块、阻感负载模块、示波器模块、IGBT模块、二极管模块、万用表模块等等。将模块在新建页面中布局，然后连接。

制作调制电路子系统。在库函数中找到时钟模块、锯齿波发生模块、正弦波发生模块、乘法运算模块等等。取调制波为0.5sin（2*3.14*50*t），将锯齿波改为等腰三角形载波信号。之后将这些模块布局完成，连接。然后全选，压缩成PWM 子系统，之后对其各参数进行定义和修改。

对主电路中各参进行计算修改，直至得到较为完好的波形。

保存文件。

六、仿真电路图及参数设置

图1 双极性SPWM单相逆变电路仿真电路图

图2 调制电路仿真电路图

图3 直流电压源参数图

图4 电阻、电感参数图

图5 调制电路参数图

图6 锯齿波生成三角波参数图

图7 逆变电路桥臂参数图

七、仿真结果分析

图8 仿真波形图

针对直流侧电流波形id，在V1和V4导通时，由于电感的存在，所以电流正向缓慢增加，在V1和V4关断时，由于VD1和VD4续流二极管的作用，所以电流反向缓慢减小直至V2、V3导通，重复之前的动作。对于输出电压波形uo，当调制波ur大于载波uc时，io>0，V1、V4导通，uo=Ud=100V，io<0，VD1、

VD4导通，uo=Ud=100V。当调制波ur小于载波uc时，io>0，VD2、VD3导通，uo=-Ud=-100V，io<0，V2、V3导通，uo=-Ud=-100V。针对输出电流io，其周期为0.02s，有图可看出其近似于正弦波，但是由于电感的存在，会产生阻碍电流流通的作用，所以产生了锯齿波。