pwm逆变电路仿真
两电平svpwm调制逆变器仿真实验
调制度=调制波幅值/载波幅值；一般SPWM里，调制波=正弦波，载波=三角波；输 出幅度大小与调制度成正比。
三相电压型桥式逆变电路：
电路原理图：
1 Udc
2 TPW M
Udc
x
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ubΒιβλιοθήκη TPWMzCaXlc uYlaZt e计_算XY Z
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两电平SVPWM调制逆变器仿真实验
制作人：
SVPWM原理：
PWM控制技术可以用于交流电动机驱动的变频器中，但是交流电动机驱动的最终 目的并非使输出电压为正弦波，而是使电动机的的磁链成为圆形的旋转磁场，从而 使电动机产生恒定的电磁转矩，因此就需要用到空间矢量PWM控制技术 （SVPWM）。 简而言之：把逆变器和交流电动机视为一体，以圆形磁场为目标来控制逆变器工作。
谢谢观看
开关状态与相电压和线电压 的对应关系表：
电压空间矢量图
其中非零矢量的幅值相同（模长为 2Udc/3）， 相邻的矢量间隔 60°，而两个零矢量幅值为零，位 于中心。在每一个扇区，选择相邻的两个电压矢量 以及零矢量，按照伏秒平衡的原则来合成每个扇区 内的任意电压矢量，即：
或者等效成下式：
电压型单相SPWM半桥逆变器电路仿真实验
电压型单相SPWM半桥逆变器电路仿真实验实验目的掌握电压型单相SPWM半桥逆变器仿真模型的建立及模块参数和仿真参数的设置。
理解电压型单相SPWM半桥逆变器的工作原理及仿真波形。
实验设备：MA TLAB/Simulink/PSB实验原理电压型单相SPWM半桥逆变器如图6-1所示。
图6-1 电压型单相SPWM半桥逆变器电路实验内容启动Matlab，建立如图6-2所示的电压型单相SPWM半桥逆变器结构模型图。
图6-2 电压型单相SPWM半桥逆变器模型双击各模块，在出现的对话框内设置相应的模型参数，如图6-3、6-4、6-5、6-6、6-7所示。
图6-3 直流电压源Ed/1-1模块参数图6-4 直流电压源Ed/1-2模块参数图6-5 通用桥模块参数图6-6 PWM发生器模块参数图6-7 负载模块参数系统仿真参数设置如图6-8所示。
图6-8 系统仿真参数运行仿真模型系统即可得到输出端负载电流和输出端负载电压的仿真波形，如图6-9所示。
图6-9 电压型单相SPWM半桥逆变器仿真波形（输出频率为50Hz）在PWM发生器模块中，将半桥逆变器输出电压频率设置为200Hz，此时的仿真波形如图6-10所示。
图6-10 电压型单相SPWM半桥逆变器仿真波形（输出频率为200Hz）改变PWM发生器模块的输出电压频率参数，或改变负载模块的参数，即可得到不同工作情况下的仿真波形。
例如将半桥逆变器输出电压频率设置为25Hz，此时的仿真波形如图6-11所示。
图6-11 电压型单相SPWM半桥逆变器仿真波形（输出频率为25Hz）实验总结1、 总结电压型单相SPWM 半桥逆变器的工作原理。
如上图。
采用双极性方式时，在r u 的半个周期内，三角波载波是有正有负，所得的PWM 波也是有正有负。
仍然在调制信号r u 和载波信号c u 的交点时刻控制各开关器件的通断。
在r u 的正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
即当r c u u >时，给1T 以导通信号，给2T 以关断信号，这时如o 0i >，则1T 通，如o 0i <，则1D 通，不管哪种情况都是输出电压o d u U =。
(完整)单相正弦波PWM逆变电路
一、实验目的1、用MATLAB对单相正弦波PWM逆变电路进行仿真，讨论载波信号、调制信号对输出电压、电流、谐波以及谐波畸变率的影响.2、主要讨论载波比、调制深度对输出电压、电流、谐波以及谐波畸变率的影响。
二、实验原理1、PWM控制的基本原理PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,将宽度变化的窄脉冲作为驱动信号，其控制的基本原理是面积等效原理，即: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.效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
低频段常接近，仅在高频段略有差异。
如图1—1为PWM波等效为正弦波，2-1a中把正弦波分成N等分，就可以把正弦波看成是由N个彼此相连的脉冲序列组成的波形，这些脉冲的宽度相等，都为π/N，但幅值不相等。
如果把这一系列的窄脉冲用等幅而不等宽的矩形窄脉冲代替,使矩形脉冲的中点与相应的正弦脉冲部分的中点重合,且使矩形脉冲与相应的正弦脉冲的面积相等,且宽度是按正弦规律变化的如图2—1b，由面积等效原理可知,PWM波和正弦波是等效的。
这种脉冲宽度按正弦规律变化和正弦波等效的PWM波形叫做SPWM.图2—1 SPWM波等效为正弦波2、电路结构及控制方法2.1单相SPWM逆变电路结构图2-2单相SPWM 逆变电路2.2 单相SPWM 逆变电路控制方式图2-3单极性SPWM 控制方式波形 图2—4双极性SPWM 控制方式波形对于单极性SPWM ，如图2-3所示，在Ur 和Uc 焦点的时刻控制IGBT 的通断.在Ur 的正半周,VT1保持通态，VT2保持断态,当Ur 〉Uc 时使VT4导通，VT3关断，Uo=Ud ；当Ur<Uc 时使VT4关断，VT3导通，Uo=0。
在Ur 的负半周，VT1保持断态，VT2保持通态，当Ur 〈Uc 时使VT3导通,VT4关断，Uo=—Ud;当Ur 〉Uc 时使VT3关断，VT4导通，Uo=0.对于双极性SPWM ，如图2-4所示，仍然在Ur 和Uc 焦点的时刻控制IGBT 的通断。
两电平三相PWM电压逆变器MATLAB仿真分析
两电平三相PWM电压逆变器MATLAB仿真分析Three-phase Two-level PWM Converters (discrete)两电平三相PWM电压逆变器1、原理分析如图1，该系统主要由两个独⽴的电路说明两个两电平三相的PWM电压源逆变器。
每个PWM电压源逆变器输⼊为⼀个通过三相变压器⼆次侧得到的交流电，变压器数据为：1kw,208V/ rms 500 var 60Hz。
电路中所有转换器属于开环控制，其中PWM发⽣器是属于离散模块的，这个模块可在离散控制模块库中查找。
这两个电路使⽤相同的直流电压(Vdc = 400V)、载波频率(1080赫兹)、调制指数(m = 0.85)与⽣成频率(f = 60赫兹)。
采⽤变压器漏电感和负载电容进⾏谐波滤波。
这两个电路是:1、三相、两电平转换器(单/三桥臂，六开关器件);2、三相、两级转换器(双/三桥臂，⼗⼆开关器件的H型结构)图1 两电平三相PWM电压逆变器仿真图2、参数设置1、通⽤桥图2 通⽤桥参数设置如图2，参数分别为：·Number of bridge arms：桥臂数量，可以选择1、2、3相桥臂，构成不同形式的整流器·Snubber resistance Rs（Ohms）：缓冲电阻Rs，为消除缓冲电路，可将Rs参数设置为inf。
·Snubber capacitance Cs(F)：缓冲电容Cs，单位F，为消除缓冲电路，可将缓冲电容设置为0；为得到纯电阻，可将电容参数设置为inf。
·Resistance Ron(Ohms)：晶闸管的内电阻Ron，单位为Ω。
·Forward voltage Vf(V)：晶闸管元件的正向管压降Vf和⼆极管的正向管压降Vfd，单位为V。
·Measurements：测量可以选择5种形式，即None（⽆）、device voltages （装置电压）、Device currents（装置电流）、UAB UBC UCA UDC（三相线电压与输出平均电压）或All voltages and currents（所有电压电流），选择之后需要通过Multimeter（万⽤表模块）显⽰。
基于matlab的三相桥式PWM逆变电路的仿真实验报告
基于matlab 的三相桥式PWM 逆变电路的仿真实验报告一、小组成员指导教师二、实验目的1. 深入理解三相桥式 PWM 逆变电路的工作原理。
2. 使用 simulink 和 simpowersystem 工具箱搭建三相桥式 PWM 逆变电路的仿真框图.3. 观察在 PWM 控制方式下电路输出线电压和负载相电压的波形。
4. 分别改变三角波的频率和正弦波的幅值, 观察电路的频谱图并进行谐波分析。
三、实验平台Matlab / simulink / simpowersystem五、实验模块介绍BSi∏* WIVt正弦波， 电路常用到的正弦信号模 块，双击图标,在弹出的窗 口中调整相关参数。
其信号 生成方式有两种：Time based 和SamPle based .OKCancelHelPI,J3. E E 示波器，其模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在 一个坐标轴中显示。
2.锯齿波发RePeat ing j t able (mask)OIItPUt 炷 repeating SeQUeTlCe Of niunbers SPeCified Ln a IabIe Of I IJH 亡-ValiL 亡 pairs. VaItLeS □f tiinft ShOUIti be JilorL OtoniCalIy IrLCrea≤in⅛ ・生器，产生一个时基和高度 可调的锯齿波序列。
⅞⅛ SOUrCe BlCCk Parameter^r RePtating SeqUtnCeS-ErqU-⅞-π茜ParaJiieterETinIe ValUftEiFUnCtiOn BloCk P ⅛ramet 亡rm ： RelatianaI OPeratOr 屋Relational OperatorAPPl ie≡ the selected re IatLOIlaI OlPerator to t h.E inpu Ieft ） input 79xreΞpQΓL^ j ζ□ the it st Qp ⅞Eand ・Main Si SnaI Attr ibu ，t e S Kelatianal OPeratclr ：∖-∣ 。
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。
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析本文以MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包为平台，对桥式直流PWM 变换电路进行仿真分析文章对每个电路首先进行原理分析，进而建立相应的仿真模型，经过详细计算确定并设置仿真参数进行仿真，对于每次仿真结果均采用可视化波形图的方式直接输出。
在对仿真结果分析的基础上，不断优化仿真参数，使其最大化再现实际物理过程，并根据各个电路的性能进行参数改变从而观察结果的异同。
标签：SIMULINK；PWM；电路仿真1 桥式直流PWM变换电路简介桥式直流PWM变流器仿真实验是对全控型器件的应用。
实验电路中，前端为不可控整流、后端为开关型逆变器，此结构形式应用最为广泛。
逆变器的控制采用PWM方式。
对这个实验有所掌握的话，对后续课程设计直流调速系统也会有很大启发。
因为直流PWM-M调速系统近年来发展很快，直流PWM-M调速系统采用全控型电力电子器件，调制频率高，与晶闸管直流调速系统相比动态响应速度快，电动机转矩平稳脉动小，有很大优越性，因此在小功率调速系统和伺服系统中的应用越来越广泛。
2 桥式直流PWM变换电路的工作原理本实验系统的主电路采用双极性PWM控制方式，其中主电路由四个MOSFET（VT1～VT4）构成H桥。
Ub1～Ub4分别由PWM调制电路产生后经过驱动电路放大，再送到MOSFET相应的栅极，用以控制MOSFET的通断。
在双极性的控制方式中，VT1和VT4的栅极由一路信号驱动，VT2和VT3的栅极由另一路信号驱动，它们成对导通。
控制开关器件的通断时间可以调节输出电压的大小，若VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3的导通时问，输出电压的平均值为正，VT2和VT3的导通时间大于VT1和VT4的导通时间，则输出电压的平均值为负，所以可以用于直流电动机的可逆运行。
3 计算机仿真实验（1）桥式直流PWM变换电路仿真模型的建立。
根据所要仿真的电路，在SIMULINK窗口的仿真平台上构建仿真模型。
三相电压源型逆变器PWM仿真
目录1概述 (1)1.1 逆变电路简介 (1)1.2 PWM简介 (1)2 三相电压源逆变器工作原理 (3)3 Matlab仿真建模与分析 (5)3.1三相SPWM波的产生 (5)3.2 SPWM逆变器仿真 (6)3.3 滤波器粗略分析 (10)三相电压源型SPWM逆变器的设计1概述1.1 逆变电路简介与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
又逆变电路根据直流侧电源性质不同可分为两种：直流侧是电压源的称为电压型逆变电路；直流侧是电流源的称为电流型逆变电路；它们也分别被称为电压源型逆变电路和电流源型逆变电路。
其中，电压源型逆变电路有以下主要特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源，直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗；由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同；当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
1.2 PWM简介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控制技术的重要理论基础是面积等效原理，即：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。
下面分析如何用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波。
把正弦半波分成N等分，就可以把正弦半波看成由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
如果把这些脉冲序列用相同数量的等幅不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就可得到图1-1所示的脉冲序列，这就是PWM波形。
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题目如下：
使用IGBT完成逆变电路仿真，直流电压300V。
阻感负载，电阻值1Ω，电感值3mH。
调制深度m=0.5。
输出基波频率50Hz，载波频率为基频15倍，即750Hz。
分别按下列要求仿真输入输出波形，进行谐波傅里叶分析。
绘制主要器件的工作波形。
1，单极性SPWM方式下的单相全桥逆变电路仿真，及双极性SPWM方式下的单相全桥逆变电路仿真。
对比两种调制方式的不同。
题目中需要做单极性与双极型SPWM的单相全桥逆变电路仿真，那么首先了解一下SPWM的原理。
SPWM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。
面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础，即在采样控制中，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的同一环节上时，其效果基本相同。
其中，冲量指的是窄脉冲的面积；效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
如图1.1所示，三个窄脉冲形状不同，但是它们的面积都等于1，
图1.1
SPWM控制如下：
如图1-2是单相PWM逆变电路VT1~VT4是四个IGBT管，VD1~ VD4是四个二极管，调制电路作为控制电路控制IGBT导通与关断来得到所需要的波形。
图1-2
计算法和调制法：
SPWM逆变电路主要有两种控制方法：计算法和调制法。
计算法是将PWM脉冲宽度的波形计算出来，显然这种方法是很繁琐的，不采用。
调制法是用一个三角波作为载波，将一正弦波作为调制信号进行调制。
我们采用调制法。
因为等腰三角波上下宽度与高度呈线性关系且左右对称，当它与一个平缓变化的正弦调制信号波相交时，在交点时刻就可以得到宽度正比于正弦信号波幅度的脉冲
单极性与双极型的控制方法如下：
1单极性PWM控制方式：
如图1-3所示，在u r和u c的交点时刻控制IGBT的通断 u r正半周，VT1保持通，VT2保持断 .
当u r>u c时使VT4通，VT3断，u o=u d当u r<u c时使VT4断，VT3通，u o=0 ，u r负半周，VT1保持断，VT2保持通
当u r<u c时使VT3通，VT4断，u o=-u d当u r>u c时使VT3断，VT4通，u o=0 虚线u of表示u o的基波分量
图1-3
2，双极性PWM控制方式：
如图1-4在u r的半个周期内，三角波载波有正有负，所得PWM波也有正有负，在u r 一周期内，输出PWM波只有±u d两种电平，仍在调制信号u r和载波信号u c的交点控制器件的通断，u r正负半周，对各开关器件的控制规律相同。
当u r >u c时，给VT1和VT4导通信号，给VT2和VT3关断信号，如i o>0，VT1和VT4通，如i o<0，VD1和VD4通，u o =u d
当u r<u c时，给VT2和VT3导通信号，给VT1和VT4关断信号，如i o<0，VT2和VT3通，如i o>0，VD2和VD3通，u o =-u d
图1-4
仿真如下：
1，单极性
单相单极性全桥逆变主电路图形如下图1-5
图1-5
Matlab仿真主电路图如图1-6
图1-6
其中子系统subsystem为控制驱动电路，如下图1-7
图1-7
按照题目的要求设置各个元器件额参数后得：
单极性载波与调制波波形如图1-8：
图1-8
阻感负载中电流与电压的波形如下图1-9：
图1-9
波形参数之后进行傅里叶频谱分析如图1-10，图1-11
图形1-10
图形1-11
接下来进行双极型分析：
双极型单相单极性全桥逆变主电路图如下图跟单极性相同
Matlab仿真主电路图如图1-12
图1-12
其中子系统subsystem为控制驱动电路，如下图1-13
图1-13
按照题目的要求设置各个元器件额参数后得
双极性载波与调制波波形如图1-14：
图1-14
阻感负载中电流与电压的波形如下图1-15：
图1-15
波形参数之后进行傅里叶频谱分析如图1-16，图1-17
图1-16
图17
结论如下：
通过频谱图得
单极性SPWM总谐波系数THD=129.01%
双极性SPWM总谐波系数THD=270.18%
由图1-16，1-17知道双极性SPWM输出的15次谐波是基波的222.78%，相当于是基波的2.3倍为最大的。
由图1-10，1-11知道单极性SPWM输出的29与31次谐波的比例与基波相比占与
69.82%与77.64%。
但是15次谐波所占比例相当小，可以忽略。
由此可以看出在不经过滤波且频率相同的情况下输出波质量单极性要好于双极性，因此在题目给定的条件下，单相全桥逆变器应用中，单极倍频SPWM比双极性SPWM 优越。