现代电力电子技术大作业
现代电力电子及变流技术B82242
东北大学继续教育学院现代电力电子及变流技术试卷（作业考核线下）B 卷（共 4 页）一、单选题（每小题2分，共10分）1. 晶闸管是（ A ）。
A. 四层三端器件B. 三层四端器件C. 四个PN结的器件D. 电压驱动型器件2. （ C ）是双极型全控电力电子器件。
A.P-MOSFETB.TRIACC.GTRD.GTO3. 功率晶体管三个电极分别为( A )。
A.发射极，基极，集电极；B.第一基极，发射极，第二基极；C.源极，栅极，漏极；D.阴极，门极，阳极。
4. 电压型交-直-交变频器中间直流环节是（ A ）。
A. 电容B. 电感C. 电容加电感D. 电容加电阻5. 三相半波可控整流电路，负载两端分别接（ B ）。
A. 整流变压器输出端和中性点B. 整流电路输出端和中性点C. 共阴极组整流电路输出端和共阳极组整流电路输出端D. 平波电抗器两端二、问答题（每小题5分，共35分）1. 试分析电力电子器件并联使用时可能出现什么问题及解决方法。
答：电力电子器件并联使用时因静态、动态特性参数的差异而导致电流分配的不均匀，造成电流过大的器件因过载损坏。
因此，必须采取均流措施如加均流电抗器，并选用特性参数尽可能一致的元器件，用门极强脉冲触发也有助于动态均流。
选择正温度系数的器件（MOSFET和IGBT）也能较好的达到均流效果。
2. 简述正弦脉宽调制（SPWM）技术的工作原理。
答：述正弦脉宽调制（SPWM）技术是将每一正弦周期内的多个脉冲作自然或规则的宽度调制，使其依次调制出相当于正弦函数值的相位角和面积等效于正弦波的脉冲序列，形成等幅不等宽的正弦化电流输出。
3. 晶闸管逆变器为什么要有换流电路？逆变器换流有哪几种基本方法？4. 什么是脉冲宽度调制方式？答：脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation ”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
电力电子技术作业
电力电子技术的应用与发展学号：2101900330班级：N机自10—2F姓名：冯俊序号：16摘要：现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
一．电力电子技术的兴起电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。
此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。
70年代后期以门极可关断晶闸管（GTO），电力双极型晶体管（BJT），电力场效应管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件全速发展（全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断），使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。
80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合）为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，在流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。
现代电力电子技术作业
三相桥式SPWM逆变电路仿真一、设计的技术指标：直流母线电压输入：650V；输出三相交流相电压：220V；调制方式：SPWM；频率调制比：N=5；幅值调制比为：0.8；二、工作原理三相桥式逆变电路如图所示，图中应用V1-V6作为逆变开关，也可用其它全控型器件构成逆变器，若用晶闸管时，还应有强迫换流电路。
从电路结构上看，如果把三相负载看成三相整流变压器的三个绕组，那么三相桥式逆变电路犹如三相桥式可控整流电路与三相二极管整流电路的反并联，其中可控电路用来实现直流到交流的逆变，不可控电路为感性负载电流提供续流回路，完成无功能量的续流和反馈，因此VD1～VD6称为续流二极管或反馈二极管。
在三相桥式逆变电路中，各管的导通次序同整流电路一样，也是T1、T2、T3……T6、T1……各管的触发信号依次互差60︒。
根据各管的导通时间可以分为180︒导通型和120︒导通型两种工作方式，在180︒导通型的逆变电路中，任意瞬间都有三只管子导通，各管导通时间为180︒，同一桥臂中上下两只管子轮流导通，称为互补管。
在120︒导通型逆变电路中，各管导通120︒，任意瞬间只有不同相的两只管子导通，同一桥臂中的两只管子不是瞬时互补导通，而是有60︒的间隙时间，当某相中没有逆变管导通时，其感性电流经该相中的二极管流通。
上图中的uao`、ubo`与uco`是逆变器输出端a、b、c分别与直流电源中点o`之间的电压，o`点与负载的零点o并不一定是等电位的，uao`等并不代表负载上的相电压。
令负载零点o与直流电源中点o`之间的电压为uoo`，则负载各相的相电压分别为(3-1)将式(3-1)中各式相加并整理后得一般负载三相对称，则uao+ubo+uco=0，故有(3-2)由此可求得a相负载电压为(3-3)在图3.3中绘出了相应的负载a相电压波形，ubo和uco波形与此相似。
三、仿真电路图四、仿真结果图1 一相正弦信号及其采样信号（svpwm）图2 IGBT两相输出间波形图3 三相未滤波波形图4 滤波后三相输出电压（250Hz采样率）图5 滤波后三相输出电压（1kHz采样率）图6 滤波后三相输出电压（5kHz采样率）五、仿真结果分析通过对图4、图5、图6的比较可以发现当采样率越高时逆变输出电压谐波越少。
现代电力电子技术
现代电力电子技术二、主观题(共12道小题)(主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)11.电力电子技术的研究内容？12.电力电子技术的分支？13.电力变换的基本类型？14.电力电子系统的基本结构及特点？15.电力电子的发展历史及其特点？16.电力电子技术的典型应用领域？17.电力电子器件的分类方式？18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么？19.维持晶闸管导通的条件是什么？20.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。
21.整流电路的主要分类方式？22.单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。
现代电力电子技术二、主观题(共12道小题)11.电力电子技术的研究内容？参考答案：主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。
12.电力电子技术的分支？参考答案：电力学、电子学、材料学和控制理论等。
13.电力变换的基本类型？参考答案：包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ（２）逆变ＤＣ－ＡＣ（３）斩波ＤＣ－ＤＣ（４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ14.电力电子系统的基本结构及特点？参考答案：电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。
'15.电力电子的发展历史及其特点？参考答案：主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍，并说明电力电子技术的未来发展趋势16.电力电子技术的典型应用领域？参考答案：介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍，要说明电力电子技术应用的主要特征。
17.电力电子器件的分类方式？参考答案：电力电子器件的分类（１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型（２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型（３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么？参考答案：晶闸管由四层半导体结构组成，是个半控型电力电子器件，导通条件：承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。
现代电力电子技术参考答案
现代电力电子技术参考答案（仅供参考）一、解：1、因为该电路为带阻感负载，且所以30=αVU U d 82445302203423422.cos .cos .=⨯⨯== α2、AA R U I d d 582441082445..===所以流过晶闸管的电流的有效值为：A I I d VT742531.≈=3、整理变压器副边相电流的有效值为：A I I d L 43632.==4、晶闸管承受的最大电压为：VU U M 89538220662.≈⨯==5、负载的有用功率P 为：kwR I Pd 87619105824422..=⨯==6、整流电路的功率因数为：82702.cos ==απλ7、负载电压的波形8、绘制晶闸管电压u VT1的波形9、绘制晶闸管电流i VT1的波形10、绘制变压器副边a 相电流i a 的波形ER+-+-VDu DEi Li D i u L+-oI C+-Ci o U u CTG解：设该电路是降压斩波电路1、由题意可得输入电压%1027±=V E 输出电压：VU 150=当V E 32410127.%)(=-⨯=时，占空比620324150..≈==E U D 当VE72910127.%)(=+⨯=时，占空比50729150..≈==E U D 所以占空比D 的变化范围为0.5-0.622、要保证电感电流不断续，应使最小负载电流大于临界负载电流因V U W P 151000==,max且保持不变，所以A U p I 6761510000.max max ≈==因VU W P mxin15100==,所以A U p I o 67015100.min min≈==而临界负载电流)(sD Lf U I oB-=120，其中D 的最小值，即0.5，sf =20KHZ所以mH D I f U L o s 28067010202501151230..).()(min =⨯⨯⨯-⨯=-∙=所以只要电感L 大于mH 280.，即可保证整个工作范围内电感电流连续。
现代电子电路设计大作业
C1
22pF
U1 X1
19 XTAL1 12M 18 XTAL2 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17
现代电子电路设计大作业
1. （6 分）请画出 proteus 的功能分布图。
原理图 输入 布线/编 辑 ARES PROTE US 处理器 仿真模 型 VSM 高级图 形 分析模
2. （8 分）请画出直流稳压电源的组成框图，并说明其中每一部分的作用。
系统ISIS
混合模 型 仿真器
动态 器件库
块
3. （12 分）自行构思仿真电路，在同一个图表中绘制出如下三个正弦波信号源：
4u7
R1
5k
4 8
INPUT=0.01sin(628t)
2
U1
OUTPUT1 6 3 OUTPUT1
7 1
OP07
R3
5k +15v
（1） 给出 INPUT、OUTPUT1 的波形，并测量其电压放大倍数；
给出 INPUT、OUTPUT1 的波形:
Au=output/input=209m/-9.98m=-21 （2） 绘制该电路输出的幅频特性曲线和相频特性曲线，压增益为 26dB,截止频率处的增益为 26*0.707=18.382ｄＢ，由此可测得截 止频率为６３.8ｋＨｚ。
东大19春学期《现代电力电子及变流技术》在线作业3
东大19春学期《现代电力电子及变流技术》在线作业3------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (单选题)1: 单相桥式半控整流电路一共有（）只晶闸管。
A: 1B: 2C: 3D: 4正确答案:(单选题)2: 三相桥式全控整流电路，电阻性负载，脉冲的移相范围是（）。
A: 90°B: 120°C: 150°D: 180°正确答案:(单选题)3: 单相全波可控整流电路，大电感负载，晶闸管的电流有效值是（）。
A:B:C:D:正确答案:(单选题)4: 三相桥式全控整流电路，大电感负载，变压器副侧绕组的电流有效值I2是（）。
A:B:C:D:正确答案:(单选题)5: 120°导电型交-直-交电流变频器，任意时刻有（）导通。
A: 一只开关管B: 两只开关管C: 三只开关管D: 四只开关管正确答案:(单选题)6: 180°导电型交-直-交电压变频器，任意时刻有（）导通。
A: 一只开关管B: 两只开关管C: 三只开关管D: 四只开关管正确答案:(单选题)7: 全控型电力电子器件有（）。
A: Power Diode、P-MOSFET、SIT、IGBTB: P-MOSFET、IGBT、GTR、GTOC: SITH、MCT、Thyristor、GTOD: IGCT、GTO、TRIAC、IPM正确答案:------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (单选题)8: 电流型交-直-交变频器中间直流环节是（）。
现代电力电子技术作业
第一次作业1、电压型和电流型开关器件的工作原理(1)电压型(MOSFETIGBT):通过在控制端与公共端之间施加一定的电压信号即可实现器件的导通或关断的控制。
实际上是该电压信号在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场，进而来改变流过器件的电流大小和通断状态。
MOSFE X作原理：导通条件：漏源电压为正，栅源电压大于开启电压。
关断条件: 漏源极电压为正，栅源极电压小于开启电压。
IGBT X作原理：导通条件：集射极电压为正，栅射极电压大于开启电压；关断条件：栅射极电压小于开启电压。
(2)电流型(SCR GTO GTR :通过在控制端注入或抽出一定的电流实现器件的导通或关断的控制。
SCR工作原理：导通条件：正向阳极电压，正向门极电压；关断条件：必须使阳极电流降低到某一数值之下 (约几十毫安)。
两种强迫关断方式：电流换流和电压换流。
GTC X作原理：与普通晶闸管相同。
开关速度高于普通晶闸管，di/dt承受能力大于晶闸管。
GTF X作原理：导通条件：集射极加正向电压，基极加正向电流；关断条件：基极加负脉冲。
2、二极管的反向击穿机理反向击穿：PN结具有一定的反向耐压能力，但当反向电压过大，超过一定限度，反向电流就会急剧增大，破坏PN结反向偏置为截止的工作状态。
反向击穿按照机理不同分为雪崩击穿、齐纳击穿两种形式。
雪崩击穿：反向电压增大，空间电荷区的电场强度增大，使从中性区漂移进入空间电荷区的载流子被加速获取很高动能，这些高能量、高速载流子撞击晶体点阵原子使其电离(碰撞电离) ，产生新的电子空穴对，新产生的电子与空穴被加速获取能量，产生新的碰撞电离，使载流子迅速成倍增加，即雪崩倍增效应，导致载流子浓度迅速增加，反向电流急剧增大，最终PN结反向击穿。
齐纳击穿：重掺杂浓度的PN结，一般空间电荷区很窄，空间电荷区中的电场因其狭窄而很强，反偏又使空间电荷区中的电场强度增加，空间电荷区中的晶体点阵原子直接被电场电离，使价电子脱离共价键束缚，产生电子空穴对，使反向电流急剧增加。
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1-1所示：VCCT Q D1C RN1 N2 ip isVO**不为零，与此相反即为电流断续。
如果，在t=T时刻，I smin=0表示导通期间储存的磁场能量刚好释放完毕；也就是临界状态。
，I smin>0表示导通期间储存的磁场能量还没有释放完，电路工作在连续状态；Ismin<0表示导通期间储存的磁场能量还没有到时刻就已经释放完毕，即电路工作在断续状态下。
电流连续下的理论波形：图1-3 理论输出波形3、实验步骤1）根据实验设计指标选择所需器件输入直流电源：Vin 200V；变压器T的参数，L p:10uH, ，L s:5uH,变压器初级线圈匝数：200匝，次级线圈匝数：10匝，变压器励磁电感L m:1m；滤波电容C：110uF,初始电压10V；触发频率：100k,占空比0.8；负载为阻性负载：5Ω。
2）利用所选的元器件，搭建原理图，并按已知参数设置各元件参数，设定仿真控制时间。
保存原理图。
将MOSFET和二极管D1参数选项中的current flag设置为1，这样可以将电流表缺省直接测得电流波形。
3）点击仿真按钮，双击要观察波形的参数值，点击确定，观察仿真波形。
4、仿真电路图电路原理图如下：图1-4 仿真电路图4、仿真结果1）电流连续输出波形按照顺序，图中的I（D1）为变压器次级电流大小，在图中的大致形状是呈线性下降的直线；I（MOS1）是变压器初级电流大小，在图中的大致形状是呈线性增长的直线；图中的Vp1是输出电压，近似为一条平行于时间轴的一条直线，但略有脉动。
图 1-5 电流连续下仿真结果2）电流断续输出波形降低触发电路的占空比，电流将断续，将占空比变为0.5，输出初、次级电流波形如下图1-6所示。
图1-6 电流连续下仿真结果6、仿真结果分析观察图1-5的仿真结果，按照所选参数构建的电路，电流连续时，输出电压40V达到了预期制定指标。
在开关管MOSFET导通的时间段内，变压器初级电流I（MOSFET）线性上升,此时变压器次级电压为下正上负，使得二极管反偏截止，即I（D）为零,此时负载电流由滤波电容提供。
当开关管关断时，存储在L p中的能量不能突变，为维持电流连续，变压器初、次级绕组电压反号，使得二极管正偏导通，给电容C充电并向负载供电。
二极管导通，u2便被箝位在V o的水平上，如果滤波电容C的数值很大，输出电压无脉动，则u2=V o，次级绕组电流将线性下降，即i s(t)=I rmax-V o t/L2，直到t=T为止。
观察仿真波形发现，输出电压波形是一条与时间轴近似平行的直线，其大小在10V上下略有波动，按照理论来说，尽可能增大滤波电容，输出电压也会更加平稳。
观察图1-6的波形可以看出，当电流断续时与电流连续时，在一个周期内，电流出现了为零的情况，而且在断续运行下，电路遵循的规律与连续时不同。
7、与理论波形对比分析与上图理论波形对比可得，仿真波形与理论波形基本一致，因为参数选取各有不同，所以略有差异，但是总体来说仿真波形还是接近理论波形并且达到预期设定的指标。
二、三相PWM整流电路仿真1、设计指标输入电压为220,50Hz工频交流电压，经整流器后输出平稳的直流电压。
2、电路工作原理三相PWM整流可分为电压型和电流型两大类，本文仿真的是电压型PWM整流电路，其原理图2-1所示：图2-1 三相PWM整流电路原理图按照正弦信号波和三角波相比较的方法对图2-1中的VT1~VT6进行SPWM控制，就可以在桥的交流输入端AB产生一个SPWM波u AB，u AB中含有和正弦信号同频率且幅值成比例的基波分量及和开关频率有关的高频谐波。
由于Ｌ的滤波作用，这些高次谐波电压只会使交流电流产生很小的脉动，可以忽略，适当的控制u AB，就可以使A相、B相电流和电压同相，达到功率因数为1。
同理可以控制u BC及u CA，使各相电流和电压同相位。
当电路工作于整流状态时，要达到功率因数为1，则各相电压和线电压应该同相位。
对于三相整流电路的PWM控制条件分析比较繁琐，下面分析单相PWM整流的工作原理，在推广到三相整流电路中。
图2-2 单相PWM整流电路在单相电路中，当u s>0时，由VT2、D4、D1、L s和VT3、D1、D4、L s分别组成了两个升压电路。
以包含VT2的升压斩波电路为例，当VT2导通时，u s通过VT2、D4向L s储能，当VT2关断时，Ls中储存的能量通过D1、D4向直流侧电容C充电。
当u s<0时，由VT1、D3、D2、L3和VT4、D2、D3、L s分别组成了两个升压斩波电路，工作原理和u s>0时类似。
基本的PWM整流电路之一，其应用也最为广泛。
电路的工作原理也和前述的单相全桥电路相似，只是从单相扩展到三相。
对电路进行SPWM控制，在桥的交流输入端A、B和C可得到SPWM电压。
三相整流电路输出电压理论值：图2-3 输出电压理论值3、实验步骤1）根据设计指标选择元器件并设定元器件参数如下：三相交流输入电压：220V，50Hz；RL：R：0.5Ω，L：1m；三角载波平频率：5k，峰-峰值：2；电压探测器将输入电压取小与1的增益后，作为调制波，与三角波比较形成对于开关管控制，因为三角波的幅值是1，因此电压探测器的增益为：0.003；滤波电容：470uF，电容取得稍微大一些可以减小输出电压的脉动；负载：5Ω，负载大小不影响电压输出。
2）利用已经设定好参数的元件搭建电路，搭建电路时要注意电路元器件的合理规整化。
根据需要测定的参数，在输入电压处、三角载波处、比较器输出处增益后电压处以及负载两端放置电压表，用于测量输入和输出电压。
将RL器件的current flag选项置1，在进入滤波电容前处放置电流表，以方便观察输入电流，输出电流。
3）点击仿真按钮，双击要观察波形的参数值，点击确定，观察仿真波形。
4、仿真原理图实验仿真原理图如下：图2-4 仿真原理图5、仿真结果：1）三角载波和处理后输入电压波形以及控制波形其中，V2是经增益后的电压波形（正弦），V3是三角载波，V4是经二者比较后产生的触发方波。
图2-5 触发波形2）输入电流波形其中I（RL1a）、I（RL1b）、I（RL1c）分别是三相的输入电流。
图2-6 输入三相电流波形3）输出电压波形图2-7 输出电压波形4）输出电流波形图2-8 输出电流波形6、仿真结果分析三相电压型PWM整流器的控制，旨在稳定直流侧电压的同时，实现其交流侧在受控功率因数条件下的正弦波电流控制。
由于交流电感的滤波作用，整流器交流侧的输入可近似认为是三相正弦电流，直流侧有大电容稳压，输出呈直流电压源特性，稳态时输出直流电压可认为保持不变。
观察输出波形，仿真得到的输入电流波形近似为三相正弦波，而输出电压在达到稳态后近似不变。
功率因数接近单位值。
7、与理论波形对比观察图2-8的波形与理论波形进行对比，形状基本一致，仿真输出波形符合原理图的输出。
三、三相桥式SPWM逆变电路（频率调制比N=5，幅值调制比为0.8）1、设计技术指标利用SPWM调制（频率调制比N=5，幅值调制比为0.8）使得逆变电路输出交变电流和电压。
2、电路工作原理SPWM控制是通过对每周期内输出脉冲个数和每个脉冲宽度的控制来改善逆变器的输出电压、电流波形。
它是现代交流变频调速的一种重要的控制方式。
三相逆变器的原理图如下所示：图中V1~V6为6个开关元件，由SPWM调制器控制其开通与关断。
逆变器产生的SPWM波形，施加给三相负载。
图3-1 电路工作原理图U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波u c,三相的调制信号u rU、u rV、u rW依次相差1200。
当u rU>u c时，上桥臂V1导通，下桥臂V4关断，则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压u UN’ =U d /2。
当u rU <u c时，V4导通，V1关断，则u UN’=-U/2。
V1和V4的驱动信号始终是互补的。
当给V1 (V4 )加导通d信号时，可能是V1 (V4 ) 导通，也可能是二极管VD1 (VD4 )续流导通，这要由阻感负载中电流的方向来决定。
u UN’、u VN’和u WN’的PWM波形都只有±U d /2两种电平。
输出线电压PWM波由±U d和0三种电平构成：当臂1和6导通时，u UV =U d。
当臂3和4导通时，u UV =－Ud。
当臂1和3或臂4和6导通时，u UV=0。
负载相电压u UN可由下式求得负载相电压的PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud 和0共5种电平组成。
电路输出的理论波形：图3-2 理论输出波形3、实验步骤1）根据设计指标，设定各元件参数如下：输入电压：直流100V；三角载波：频率：250Hz,峰-峰值：2V；三相交流正弦调制波：幅值：0.8V，频率：50Hz,相位依次相差1200；阻感性负载L：5H，电阻100Ω。
2）利用选择好的元器件进行电路搭建电路原理图，在需要测量电流的位置安放电流表，在需要测量电压的位置安放电压表。
保存搭建好的电路原理图。
3）点击仿真按钮对电路进行仿真，观察仿真波形。
4、电路原理图：图 3-3仿真电路图5、仿真结果1）载波与调制波波形：下图为三相调制波与三角载波波形图 3-4 载波与调制波形图3-5 SPWM调制波2）输出电流波形I1、I2、I3分别为三相负载的输出电流波形图 3-6 输出电流波形3）输出三相电压波形由上到下依次为三相负载上的输出电压图3-7 输出电压波形6、实验结果分析假设负载为感性，电流滞后电压一个相角。
电路有如下的工作模式：1）三个可控开关导通。
此时负载从直流电源获得能量。
这三个可控开关是6个开关中的三个。
2）二个可控开关和一个二极管导通。
此时负载从电网获得电能，同时，无功在绕组内交换。
3）二个二极管和一个可控开关导通。
无功向电源反馈的同时也在绕组间交换。
4）在SPWM方式工作的逆变电路中，有两种特殊模式：V1、V3、V5全部为导通信号和V2、V4、V6全部为导通信号。
当V1、V3、V5为导通信号时，根据规则V2、V4、V6是关断的。
同理D2、D4、D6也是关断的。
因为D2、D4、D6的导通不会阻碍V1、V3、V5的导通，而V1、V3、V5的导通却要关断D2、D4、D6。
此时，V1、V3、V5与D1、D3、D5中哪个管导通，受当时的电流影响。
观察仿真波形，三相输出电流趋势一致，但是相位依次滞后一定的相移，电压输出波形符合理论的趋势和计算值。
7、与理论波形对比和上图3-2的理论波形对照可知，仿真波形和理论波形近似度很高，说明仿真还是比较可靠的。