PWM逆变器控制电路设计
无源三相PWM逆变器控制电路设计
无源三相PWM逆变器控制电路设计无源三相PWM逆变器的基本原理是通过将直流电源经过逆变器电路转换为交流电源。
逆变器电路通常由三相桥式整流器和逆变器两部分组成。
其中，桥式整流器将直流电源转换为三相交流电压，逆变器部分则通过PWM技术控制输出电压的大小和频率。
在PWM控制中，通过改变逆变器的开关状态和开关频率来控制输出电压的大小和频率。
通常采用三边交换桥输出电路结构，输出电压由六个IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和和六个反并联二极管组成。
控制电路的设计可以分为信号获取和信号处理两个部分。
信号获取部分包括测量输入电流、电压信号以及逆变器输出电流等参数的传感器电路；信号处理部分包括功率电流控制、PWM信号产生等电路。
在无源三相PWM逆变器的控制电路设计中，首先需要进行电路参数的选择和计算。
电路参数包括逆变器电路元件的选型和电压、电流换算公式的推导等。
其次，需要设计适合的信号获取电路，以获取输入输出电流、电压的实时测量值。
常用的测量电路包括霍尔元件、电流互感器等。
然后，对得到的电流、电压信号进行滤波和放大处理，以适应控制系统的要求。
在信号处理部分，需要设计适合的控制算法，来实现对逆变器的控制。
常用的控制算法有电流控制和PWM生成控制。
电流控制包括PI控制、PID控制等，以控制逆变器输出电流的大小。
PWM生成控制则通过改变逆变器的开关状态和频率，来控制输出电压的大小和频率。
常见的PWM控制算法有SPWM（正弦PWM）、SCPWM（三角PWM）等。
此外，还需要进行保护电路的设计，以保证逆变器的安全运行。
常见的保护电路包括过电流保护、过压保护、过温保护等，以防止逆变器的故障和损坏。
综上所述，无源三相PWM逆变器控制电路的设计需要考虑到电路参数的选择和计算、信号获取电路的设计、信号处理和控制算法的选择和设计，以及保护电路的设计等方面。
通过合理的设计，可以实现对逆变器输出电流和电压的精确控制，提高逆变器的工作效率和稳定性。
单相桥式pwm逆变电路实验报告
单相桥式PWM逆变电路实验报告1. 引言在现代电力系统中，逆变器是一种重要的电力电子设备。
逆变器可以将直流电能转换为交流电能，广泛应用于太阳能发电、风力发电、电动车等领域。
本实验旨在通过搭建单相桥式PWM逆变电路，深入了解逆变器的工作原理和性能。
2. 实验原理2.1 单相桥式PWM逆变电路单相桥式PWM逆变电路是一种常见的逆变器拓扑结构。
它由四个开关管和一个负载组成，如图1所示。
其中，开关管可以通过PWM信号控制开关状态，从而实现对输出电压的控制。
2.2 工作原理在单相桥式PWM逆变电路中，通过控制开关管的导通和截止，可以实现对输出电压的控制。
具体工作原理如下：1.当开关管S1和S4导通，S2和S3截止时，电流流经D1和D4，负载得到正半周电压。
2.当开关管S2和S3导通，S1和S4截止时，电流流经D2和D3，负载得到负半周电压。
3.通过调节开关管的导通时间比例，可以实现对输出电压的调节。
2.3 PWM调制技术PWM调制技术是实现对逆变器输出电压调节的关键。
PWM调制技术通过改变开关管的导通时间比例，将输入直流电压转换为一系列脉冲信号，从而实现对输出电压的控制。
常用的PWM调制技术有脉宽调制（PWM）和正弦PWM调制（SPWM）。
3. 实验步骤3.1 实验器材•单相桥式PWM逆变电路实验板•示波器•直流电源•变压器3.2 实验步骤1.搭建实验电路：根据实验板上的连接图，连接单相桥式PWM逆变电路。
2.调节直流电源：将直流电源的输出电压调节为逆变器的输入电压。
3.设置PWM信号：使用示波器生成PWM信号，并通过控制开关管的导通时间比例，调节输出电压的大小。
4.连接负载：将负载接到逆变器的输出端，观察负载的输出情况。
5.调节PWM信号：通过改变PWM信号的频率和占空比，进一步调节输出电压的稳定性和波形质量。
6.记录实验数据：记录不同PWM信号参数下的输出电压和负载情况。
4. 实验结果与分析4.1 输出电压调节根据实验步骤中的操作，我们可以通过调节PWM信号的占空比，实现对输出电压的调节。
三相PWM逆变电源控制系统PID参数设计
三相PWM逆变电源控制系统PID参数设计摘要：针对PWM电源控制系统中PID参数难以确定这一实际问题，提出了根据系统极点配置设计PID参数的方法。
给出了整个系统的结构，分析了采用极点配置方法设计PID控制回路的过程，保证了控制系统具有理想的动态品质。
通过对控制系统仿真验证了该方法的有效性。
关键词： PWM逆变电源；极点配置；PID参数PID控制是最早发展起来的控制策略之一，具有算法简单、易于实现、鲁棒性好且可靠性高等优点，是一种最通用的控制方法，在各种电源控制系统中得到了很好的应用。
对于PID 参数的确定，一般有经验的技术人员会根据以往的调试经验，直接设置控制系统的PID参数，最终通过不断调试来满足要求。
没有经验的多数人选择用仿真的方法预先试出一个较为合适的PID参数，然后在此基础上不断调试。
这两种方法都缺少一定的理论依据，工作量比较大，并且在系统参数变化的情况下，所选的PID参数对系统性能的影响无从得知。
虽然复杂的、非线性系统的数学模型难以确定，但是在前人所做工作的基础上，经过一定的分析和简化，最终可表示成传递函数的形式。
本文将PID控制应用于PWM电源系统中，该系统的传递函数可由零点、极点和增益因子完全确定。
零点和极点的含义是，当复频率取值在零点或极点上时，传递函数取零值或趋向无穷大。
因此，零极点必然和频率响应密切相关。
故通过零极点协调配置的方法，可以达到所期望的响应。
1 PWM逆变电源主电路结构及数学模型图1所示为三相PWM逆变器主电路原理图[1]，Vdc为直流侧电源，C2、C3两个电容为负载提供地线，Rs为IGBT开关的等效电阻，R1和L为输出滤波电感的等效电阻和电感量，C为滤波电容，ik0表示负载电流。
图1粗线所示的一相回路中，采用的PID调节产生一相的调制波，再与三角载波比较产生PWM信号。
由于三相的控制方式与此相同，因此只对一相电路分析。
主电路中功率开关管工作于“开”和“关”两种状态，桥臂中点输出电压Vdc是以Vdc/2为幅值的脉冲电压，Vk(k=a，b，c)是不连续的。
双极性模式PWM逆变电路
电力电子系统计算机仿真题目：双极性模式PWM逆变电路班级：姓名：学号：指导老师：日期：摘要PWM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。
PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，现在大量应用的逆变电路中绝大部分都是PWM型逆变电路。
本设计为双极性PWM方式下的单相全桥逆变电路，主要包括双极性SPWM控制信号的发生电路和带反并联二极管的IGBT作为开关器件的单相全桥电路。
设计的重点在于运用MATLAB中的SIMULINK建立电路模型，对电路进行仿真，并对仿真结果进行分析，得出系统参数对输出的影响规律。
关键字：双极性PWM控制逆变电路 SIMULINK仿真目录一、主电路工作原理 (3)1.1 PWM控制技术及SPWM波的生成 (3)1.1.1 PWM控制的基本原理 (3)1.1.2 SPWM法的基本原理 (4)1.1.3规则采样法 (4)1.2 单极性和双极性PWM控制逆变电路分析 (5)1.2.1 单极性PWM控制方式 (6)1.2.2 双极性PWM控制方式 (6)二、MATLAB仿真及结论分析 (7)2.1 建立仿真模型 (7)2.1.1 双极性SPWM控制信号的仿真模型 (7)2.1.2 双极性模式PWM逆变电路仿真模型 (10)2.2 双极性模式PWM逆变电路仿真结果及分析 (13)三、PSIM仿真及结论分析 (20)3.1 建立仿真模型 (20)3.2 仿真结果及分析 (21)四、总结与体会 (26)五、参考文献 (27)一、主电路工作原理1.1 PWM控制技术及SPWM波的生成1.1.1 PWM控制的基本原理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。
PWM控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻，PWM控制技术在逆变电路中的应用也最具代表性。
PWM逆变电路及其控制方法
PWM逆变电路及其控制方法PWM（Pulse Width Modulation）逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。
它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS（不间断电源系统）等领域。
本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。
PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压，使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。
其核心部件是逆变器，通常由开关元件（如功率开关管）和输出变压器组成。
逆变器通过快速开关开关闭合，产生一系列电压脉冲，然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。
PWM逆变电路的控制方法有多种，常见的包括：固定频率脉宽调制（Fixed Frequency Pulse Width Modulation，FFPWM）、固定频率电压脉宽调制（Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation，CFVPWM）、固定频率电流脉宽调制（Constant Frequency Current Pulse Width Modulation，CFCPWM）以及多重脉冲脉宽调制（Multiple Pulse Width Modulation，MPWM）等。
固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一，其特点是输出频率和开关频率固定，可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。
固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节，通过反馈控制使输出电压达到设定值。
固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节，通过反馈控制使输出电流达到设定值。
多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期，通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。
1.电力电子逆变器：将直流电能转换为交流电能。
通过控制PWM逆变电路的开关元件，可以实现交流电压的频率和幅值的调节，广泛应用于电力系统、电动机驱动器及电力调速系统等。
dcdc pwm控制电路的设计
DCDC PWM控制电路的设计一、概述DCDC PWM控制电路是一种常用的电子控制系统，用于将直流电源转换为可变电压和可变频率的电源。
它在各种电子设备中广泛应用，如无线终端充电器、电动汽车、太阳能逆变器等。
在本文中，我们将讨论DCDC PWM控制电路的设计原理和方法。
二、DCDC PWM控制电路的工作原理DCDC PWM控制电路主要由三部分组成：输入滤波器、PWM控制器和输出滤波器。
其中输入滤波器用于滤除输入电源中的噪声和干扰，保证输入电源的稳定性；PWM控制器通过对开关管的控制，调节输入电源的电压和频率；输出滤波器用于滤除PWM控制器产生的高频噪声，保证输出电源的稳定性。
PWM控制器的工作原理是通过对开关管的控制，实现对输入电源的调节。
当需要提高输出电压时，PWM控制器会增大开关管的导通时间，从而增加输入电压；当需要降低输出电压时，PWM控制器会减小开关管的导通时间，从而减小输入电压。
通过不断调节开关管的导通时间，PWM控制器可以实现对输出电压的精确控制。
三、DCDC PWM控制电路的设计要点1. 选择合适的开关管在设计DCDC PWM控制电路时，选择合适的开关管是非常重要的。
开关管的导通电阻和关断电压会直接影响到电路的效率和稳定性。
一般来说，导通电阻越小、关断电压越小的开关管，电路的效率和稳定性就越好。
2. 选择合适的PWM控制器PWM控制器是DCDC PWM控制电路的核心部分，它的性能直接影响到整个电路的稳定性和可靠性。
在选择PWM控制器时，需要考虑输入电压范围、输出电压范围、最大负载功率等参数，并根据实际需求进行选择。
3. 合理设计输入滤波器和输出滤波器输入滤波器和输出滤波器在DCDC PWM控制电路中起着重要作用，它们可以有效地滤除电源中的噪声和干扰，保证电路的稳定性。
在设计输入滤波器和输出滤波器时，需要考虑到电路的工作频率、负载功率、输出波形的纹波等因素，并进行合理的设计。
4. 合理设计反馈回路反馈回路是DCDC PWM控制电路中的重要组成部分，它可以实现对输出电压的精确控制。
单相桥式PWM逆变器的设计
单相桥式PWM逆变器的设计单相桥式PWM逆变器是一种常用的电力电子设备，它可以将直流电能转换为交流电能，并通过改变开关器件的开关频率和占空比来实现对输出波形的精确控制。
本文将重点介绍单相桥式PWM逆变器的设计原理、拓扑结构、工作原理以及在实际应用中所遇到的问题及其对策。
一、设计原理单相桥式PWM逆变器的设计基于电力电子技术和控制理论。
其原理是通过开关器件（如晶体管、IGBT等）控制直流侧电压的切换来实现交流输出的电压和频率的控制。
通过调整开关器件的开通和关断时间，可以控制输出波形的形状和振幅。
采用PWM控制策略可以提高输出电压的质量和变换效率。
二、拓扑结构三、工作原理单相桥式PWM逆变器的工作原理是通过控制开关器件的通断，将直流电压切换成一个周期内的脉冲电压，再通过滤波器将其转换为纯正弦交流电压。
在每个半周期内，开关器件的导通和关断时间通过PWM控制器控制，以实现对输出电压的控制。
PWM控制器会根据输入信号和控制策略生成一个PWM信号，通过调整占空比和频率来控制开关器件的工作状态。
四、问题及对策1.开关器件损耗问题：由于开关器件的通断过程会产生较大的功率损耗，需要根据负载情况选择合适的开关器件，并采取散热措施来降低温度。
2.滤波器设计问题：为了获得稳定的输出电压，滤波器的设计需要考虑逆变器的输出频率和负载情况，以提高输出电压的纯度和防止谐波。
3.控制策略问题：逆变器的控制策略需要根据负载类型和要求来选择，如开关频率和占空比调整方式等。
4.过电压和过电流保护问题：逆变器应该设置过电压和过电流保护装置，以防止故障引起的损坏和安全问题。
5.电磁干扰问题：逆变器的高频开关过程会产生电磁干扰，应采取屏蔽措施来降低干扰。
总结：单相桥式PWM逆变器的设计需要考虑拓扑结构、工作原理和控制策略等方面的问题。
通过合理的选择开关器件、滤波器设计、控制策略和保护措施，可以得到高质量、高效率的逆变器输出。
然而，设计过程中还需要考虑如开关器件损耗、滤波器的合理性、控制策略的优化和电磁干扰问题等，并采取相应的对策来解决这些问题，以保证逆变器的正常工作和高效率输出。
PWM逆变电路及其控制方法
PWM逆变电路及其控制方法PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。
它通过以一定的频率和变化占空比的脉冲宽度调制信号，使得输入的直流电压经过逆变器变换后，输出成为一定频率和幅值可调的交流电压。
PWM逆变电路主要用于交流传动，太阳能发电系统，UPS等领域。
PWM逆变电路的基本结构包括直流输入电源、逆变器和输出滤波电路。
其中，直流输入电源将直流电压提供给逆变器，逆变器利用PWM技术将直流电压转换为交流电压，输出滤波电路对逆变器输出的脉冲波进行滤波，得到平滑的交流电压输出。
脉宽调制控制是最常用的PWM逆变电路控制方法。
它通过改变逆变器输入脉冲信号的占空比，控制逆变器输出交流电压的幅值。
具体实现方法是利用比较器将一个三角波信号与一个参考电压进行比较，产生一个PWM波形信号。
这个PWM波形信号的脉宽由比较器输出的高低电平确定，通过改变三角波信号的频率和参考电压的大小，可以改变脉冲宽度从而控制逆变器输出电压的幅值。
频率调制控制是通过改变逆变器输入脉冲信号的频率，控制逆变器输出交流电压的频率。
与脉宽调制控制不同，频率调制控制中，逆变器输出的脉冲宽度保持不变。
具体实现方法是通过改变比较器的阈值电压，或者改变三角波信号的频率，从而改变逆变器输出信号的频率。
值得注意的是，PWM逆变电路的控制方法还可以根据需要，对脉宽调制控制和频率调制控制进行组合，以实现更复杂的控制策略。
总结起来，PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其控制方法主要有脉宽调制控制和频率调制控制两种。
通过调整脉宽和频率，可以实现对逆变器输出交流电压幅值和频率的精确控制。
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SPWM逆变器控制电路设计
一、课程设计的目的
通过电力电子计术的课程设计达到以下目的：一个单相
50HZ/220V逆变电源，外部采用：交流到直流再到交流的逆变驱动格式。
在220V/50HZ外电源停电时，蓄电池就逆变供电。
在设计电路时，主要分为正负12V稳压电源到SPWM波发生器（其中载波频率5KHZ）至H逆变电路再到逆变升压变压器再由220V/50HZ输出.
二、课程设计的要求
1注意事项
控制框图
设计装置（或电路）的主要技术数据
主要技术数据
输入直流流电源：
正负12V，f=50Hz
交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流：
电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH
2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术
知识和创造性的思维方式以及创造能力
3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能
力
4.课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说
明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。
报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。
5.课程设计用纸和格式统一
三设计内容：
整流电路的设计和参数选择
滤波电容参数选择
逆变主电路的设计和参数选择
IGBT电流、电压额定的选择
SPWM驱动电路的设计
画出完整的主电路原理图和控制电路原理图
根据要求，整流电路采用二极管整流桥电容滤波电路，其电路图如图2.1所示：
SPWM逆变电路的工作原理
PWM控制方式就是对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不等的脉冲。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变逆变输出频率。
1．PWM控制的基本原理
PWM控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）理论基础: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。
冲量指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同
PWM波形可等效的各种波形，例如：直流斩波电路可以等效直流波形；PWM波可以等效正弦波形；还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM 控制相同，也基于等效面积原理。
用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波的方法：⑴正弦半波N等分，可看成N个彼此相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；⑵用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等。
这样就可得到PWM 波形。
由上方法可知各脉冲的幅值相等，而宽度按正弦规律变化。
对于正弦波的负半周，也可用同样的方法得到PWM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SPWM波形。
要改变等效输出正弦波幅值时，只要按照同一比例系数改变上述各脉冲的宽度即可。
2．控制方法
调制信号u
r 为正弦波,载波u
c
在u
r
的正半周为正极性的三
角波，在u
r 的负半周为负极性的三角波。
在u
r
和u
c
的交点时刻
控制IGBT的通断。
在u
r
的半个周期内三角波载波只在正极性
或负极性一种极性范围内变化，所得到的PWM波形也只在单个
极性范围变化的控制方式称为单极性PWM控制方式。
和单极性PWM控制方式相对应的是双极性控制方式。
采用双极性方式时，
在u
r
的半个周期内，三角波载波不再是单极性的，而是有
正有负，所得的PWM形也是有正有负。
在u
r
的一个周期内，输
出的PWM波只有±U
d
两种电平，而不像单极性控制时还有零电
平。
仍然在调制信号u
r 和载波信号u
c
的交点时刻控制各开关的
通断。
在u
r
的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
驱动电路
由于桥式电压型逆变电路中采用的IJBT管，它在使用的时候需要驱动电路，才能使IGBT管子正常地开通和关断。
IGBT的驱动电路必须具备2个功能：一是实现控制电路与被驱动IGBT栅极的电隔离；二是提供合适的栅极驱动脉冲。
实现电隔离可采用脉冲变压器、微分变压器及光电耦合器。
根据设计要求，采用芯片6N317及其附件组成的驱动电路，
其电路图如图所示：
图。