单相全桥逆变器matlab仿真
4.5单相全桥逆变电路仿真实验
基于simulink 的单相全桥逆变电路仿真实验关键字：单相 全桥 逆变 simulink本次实验主要为利用simulink 中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相全桥逆变电路，电路的功能是将直流电逆变为交流电，在逆变电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。
如果通过实验来验证， 需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤， 这样使得设计耗资大，效率低， 周期长。
现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法， 可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。
Matlab 是一种计算机仿真软件， 它是以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
Simulink 是基于框图的仿真平台， 它挂接在Matlab 环境上，以Matlab 的强大计算功能为基础， 用直观的模块框图进行仿真和计算。
其中的电力系统（Power System ）工具箱是专用于RLC 电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。
以Matlab7.0 为设计平台， 利用Simulink 中的Pow er System 工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。
一、单相全桥逆变电路工作原理1、电路结构°；a)tb)d)c) uo 波形同半桥电路的uo ，幅值高出一倍U m =U d ； d) i o 波形和半桥电路的i o 相同，幅值增加一倍； e) 单相逆变电路中应用最多的； 3、输出电压参数分析uo 成傅里叶级数 基波幅值 基波有效值当uo 为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud 来实现 4、移相调压方式（通过逆变器本身开关控制,适用于单相）图示单相全桥逆变电路的移相调压方式可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压各栅极信号为180°正偏，180°反偏，且V 1和V 2互补，V 3和V 4互补关系不变 但V 3的栅极信号只比V 1落后q ( 0<q <180°)u o 成为正负各为q 的脉冲，改变q 即可调节输出电压有效值 uo 成傅里叶级数 输出电压的有效值: 基波有效值随着θ 的变化，谐波幅值也发生变化，特别是当θ 较小时，较低次的谐波幅值将与基波的幅ddo1m 27.14U U U ==πd o 1,3,54sin sin 2n U n u n t n θω∞==π∑值相当，所以，这种调压方式不适合大范围的调压。
基于MATLAB的单相逆变器SPWM的研究与仿真
基于MATLAB的单相逆变器SPWM的研究与仿真
卢祖漾;李自成;覃洋建;卢雯婷;白纹婷;鲁贝宁
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2022(39)7
【摘要】正弦脉宽调制(Sinusoidal Pulse Width Modulation,SPWM)控制技术是逆变电路中应用最广泛的PWM型逆变电路技术。
对SPWM型逆变电路进行分析,建立了逆变器控制所需的电路模型,分析了单相桥式电压型逆变电路和SPWM 控制电路的工作原理。
基于MATLAB给出了仿真的实例与仿真结果,验证了模型的正确性,突出了MATLAB仿真具有快捷、灵活、方便的优点。
【总页数】4页(P4-7)
【作者】卢祖漾;李自成;覃洋建;卢雯婷;白纹婷;鲁贝宁
【作者单位】成都理工大学工程技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.基于Matlab/RTW的单相桥式逆变器SPWM目标代码自动生成研究
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5.基于Matlab 的三相Z源逆变器最大升压SPWM仿真研究
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基于Matlab的单相电压型全桥逆变器的仿真研究
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第１ 期
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图１ 单相 全桥 逆 变 器电路 图
图３ 单相逆 变器的 Ｐ Ｉ Ｄ控 制方框 图
根据图 １ ， 基 于基 尔霍 夫 电压定 理 和 电流定 理 ，
可 以得到 以下公 式 ：
ｉ ｆ ＝ ｉ ＋ ｉ ｏ
ｉ 。 ＝ｃ ｃ ｄ ｕ
图３ 中， Ｕ 为逆变器 的原始参考输出信号 ； ｅ 为 信号跟踪误差 ； ｕ 。 为负载逆变器的输出电压 ； ｉ 。 为负
摘
要： 讲 述单 相逆 变器 的工作 原 理 ， 并 以双极 性 控 制 方式 下单 相桥 式 逆 变 电路 为 例 ， 采 用 经典 的 Ｐ Ｉ Ｄ
控 制策略 ， 利 用 Ｍａ ｌ ｆ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ仿 真技 术进 行验 证 ， 最后 仿真 结 果表 明 ， 该 控制 策略 就有 良好 的 动 态性 能 。 关键 词 ： Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ ；电力 电子技 术 实验 ： Ｐ ＭＭ 逆 变 电路
２ ０ １ ７ 年第 １ 期 安 徽 电 子信 息 职 业 技 术 学 院学 报 Ｎ ｏ ． １ ２ ０ １ ７ 第１ ６卷（ 总第 ８ ８ 期）Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ Ａ Ｎ Ｈ Ｕ Ｉ Ｖ Ｏ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ａ Ｌ Ｃ Ｏ Ｌ Ｌ Ｅ Ｇ Ｅ Ｏ Ｆ Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ ＆ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ８ ８ Ｖ ０ １ ． １ ６
基于Matlab的单相电压型全桥逆变器的仿真研究
输入直流电压通过全桥逆变 电路逆变为交流电压
输出交流电压经过滤波电路后， 可以输出平滑的交流电压
逆变器的控制策略
电压控制：通过调 节输出电压的幅值 和相位来实现控制
电流控制：通过调 节输出电流的幅值 和相位来实现控制
空间矢量控制：通 过调节输出电压的 空间矢量来实现控 制
滑模控制：通过在 开关状态下进行切 换来实现控制
电容和电感：根据 实际需求进行选择
和计算
仿真模型的验证与调试
验证方法：通过对比实验数据与仿真结果，验证模型的正确性
调试过程：对仿真模型进行参数调整，以达到最佳性能指标
调试结果：经过调试后的仿真模型能够更好地模拟实际电路的工作情况
验证结论：仿真模型的验证与调试对于基于Matlab的单相电压型全桥逆变器的仿真 研究具有重要意义
单相电压型全桥 逆变器的基本原 理
逆变器的定义和分类
逆变器的定义：将直流电转换为交流电的电力电子设备 逆变器的分类：电压型逆变器、电流型逆变器、单相逆变器、三相逆变器等
单相电压型全桥逆变器的工作原理
输出交流电压的频率和幅值可 以通过控制逆变电路的开关状 态进行调节
通过改变逆变电路的开关状态， 可以实现输出交流电压的正负 半波的切换
结论与展望
本研究的贡献与局限性
贡献：本研究为单相电压型全桥逆变器的仿真研究提供了新的方法和思路，有助于深入理解逆变器 的运行原理和性能特点。
局限性：本研究主要关注了逆变器的仿真研究，未涉及实际应用中的问题和挑战，未来研究可以进 一步拓展到实际应用领域。
后续工作：针对本研究存在的局限性，后续研究可以进一步优化仿真模型和方法，提高仿真精度和 可靠性，同时探索逆变器的实际应用和优化方案。
单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真(含开题报告)
电力电子技术课程设计单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真开题报告课题名称：单相电压型全桥逆变电路及其simulink仿真完成时间：指导老师：刘彬(一)简要背景说明随着电力电子技术的发展，逆变电路具有广泛的应用范围。
交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。
由于电压型逆变电路具有直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；阻感负载时需要提供无功功率，为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管等特点而具有广泛的应用范围。
电压型逆变电路主要用于两方面：①笼式交流电动机变频调速系统。
由于逆变电路只具有单方向传递电能的功能，故比较适用于稳态运行、无需频繁起制动和加、减速的场合。
②不停电电源。
该电源在逆变输入端并接蓄电池，类似于电压源。
图1 单相电压型全桥逆变电路(二)研究的目的及其意义在教学及实验基础上，设计单相电压型全桥逆变电路及其控制与保护电路，并通过使用simulink对课程中理论对电路进行仿真实现，进一步了解单相电压型全桥逆变电路的工作原理、波形及计算。
培养学生运用所学知识综合分析问题解决问题的能力。
在电力电子技术的应用中，逆变电路是通用变频器核心部件之一，起着非常重要的作用。
逆变电路是与整流电路相对应，把直流电变成交流电的电路。
逆变电路的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
无源逆变电路的应用非常广泛。
在已有的各种电源中，蓄电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，需要通过无源逆变电路；无源逆变电路与其它电力电子变换电路组合形成具有特殊功能的电力电子设备，如无源逆变器与整流器组合为交-直-交变频器(来自交流电源的恒定幅度和频率的电能先经整流变为直流电，然后经无源逆变器输出可调频率的交流电供给负载)。
单相逆变电源Matlab仿真研究
学号：课程设计题目单相逆变电源Matlab仿真研究学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师2012 年12 月28 日任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：自动化学院题目: 单相逆变电源Matlab仿真研究初始条件：输入直流电压：100V。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、输出220V单相交流电。
2、建立单相逆变器Matlab仿真模型。
3、进行仿真实验，得到单相交流电波形。
时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要 (1)ABSTRACT (2)1设计意义及要求 (3)1.1设计意义 (3)1.2设计要求 (3)2方案设计 (4)2.1设计思路 (4)2.2 方案设计 (4)3部分电路设计 (5)3.1单相桥式PWM逆变电路 (5)3.1.1SPWM逆变器的工作原理 (5)3.1.2单相桥式PWM逆变电路 (6)3.2 升压变压电路 (7)3.3 滤波电路 (8)4 仿真建模 (8)4．1 Simulink仿真环境 (8)4.2 单相桥式逆变电路仿真建模 (10)4.3 逆变电源仿真建模 (10)5 仿真实现 (11)5.1 单相逆变电路仿真实现 (11)5.2 逆变电源仿真实现 (12)6 心得体会 (14)参考文献 (15)随着电力电子技术的不断发展，可控电路直流电动机控制，可变直流电源等方面得到了广泛的应用,而这些都是以逆变电路为核心。
现如今，逆变器的应用非常广泛，在已有的各种电源中，蓄电池，、干电池、天阳能电池都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变。
基于matlab的单相逆变器设计
摘要逆变器是将原来的直流电转换成所需交流电的一种装置，其应用范围十分广泛，而随着高频逆变技术的发展，逆变器性能和逆变技术的应用都进入了崭新的发展阶段。
作为逆变装置中最为简单的一种，单相电压型逆变器也在电力电子领域发挥着极其重要的作用。
本课程设计简单地介绍了当前逆变技术的应用，分析了单相逆变器的结构和工作原理，讨论了用PWM 调制技术实现逆变的方法。
构建了基于开关模型的单相电压型逆变电路的单极性和双极性SPWM调制，以及电流跟踪逆变电路和双环控制逆变电路，并进行了MATLAB/SIMULINK的仿真，对仿真结果进行了分析，并得出相关结论。
关键词：逆变器；PWM调制；MATLAB/SIMULINK仿真目录第1章单相逆变电路 (1)1.1 概述 (1)1.2 逆变技术的应用 (1)1.3 单相逆变电路 (2)1.3.1 单相电压型逆变结构及工作原理 (2)1.3.2单相电流型逆变结构及工作原理 (4)1.3.3单相电流型和单相电压型的比较 (5)第2章PWM调制技术 (7)2.1 概述 (7)2.2 PWM调制基本原理 (7)2.3 PWM调制的实现 (8)2.3.1 载波比和调制深度 (9)2.3.2 开关频率和开关损耗 (9)2.3.3 调制方式 (10)2.3.4 采样方式 (10)2.3.5控制方式 (12)2.4 逆变电路的PWM控制技术 (12)第3章基于MATLAB仿真及建模 (14)3.1 单相电压型逆变电路双极性SPWM仿真 (14)3.2 单相电压型逆变电路单极性SPWM仿真 (15)3.3 单相跟踪控制逆变器仿真 (17)3.4 单相全桥逆变电路仿真 (19)3.5 仿真结果分析 (23)总结 (24)参考文献 (25)第1章单相逆变电路1.1 概述所谓“逆变”就是将直流电能变换成交流电能，逆变技术作为现代电力电子技术的重要组成部分，正成为电力电子技术中发展最为活跃的领域之一，其应用极其广泛。
单相全桥逆变matlab仿真
计算机仿真实验报告专业：电气工程及其自动化班级：11电牵4班姓名：江流在班编号：26指导老师：叶满园实验日期：2014年4月21日一、实验名称：单相全桥电压型逆变电路MA TLAB仿真二、目的及要求了解并掌握单相全桥电压型逆变电路的工作原理； 2.进一步熟悉MATLAB中对Simulink 的使用及构建模块； 3.进一步熟悉掌握用MA TLAB绘图的技巧。
三、实验原理1.电压型逆变器的原理图当开关S1、S3闭合，S2、S4断开时，负载电压u0为正；当开关S1、S3断开，S2、S4闭合时，u0为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，u0的波形如图1（b）所示。
输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比，这样就实现了直流电到交流电的逆变。
2.电压型单相全桥逆变电路它有4个桥臂可以看成由两个半桥电路组合而成。
两对桥臂交替导通180°。
输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。
改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。
可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，成为移相调压。
各栅极信号为180°正偏，180°反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。
T3的基极信号只比T1落后q（0<q<180°），T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180°- q，u0成为正负各位q的脉冲，改变q即可调节输出电压有效值。
四、实验步骤及电路图1、建立MATLAB仿真模型2、参数设置本实验依次对两对桥臂交替导通180度的工作方式以及输出电压可调的移相方式做实验研究。
首先，两对桥臂交替导通180度工作方式下，设置负载电阻为1欧姆、负载电感12亨利，设置直流电压100V，设置控制1、4号IGBT触发脉冲的的脉冲发生器周期0.02s，脉冲幅值1.2V，脉冲宽度50%，设置控制2、3号IGBT触发脉冲的脉冲发生器周期0.02，脉冲幅值1.2V，脉冲宽度50%，延迟0.01s；做第二个实验即逆变桥工作在移相调节输出电压方式下时，改设置控制2、3号IGBT触发脉冲的脉冲发生器的延迟为0.007s，其他参数不变。
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用MATLAB 仿真一个单相全桥逆变器，采用单极性SPWM 调制、双极性SPWM 调制或者单极倍频SPWM 调制的任意一种即可，请注明仿真参数，并给出相应的调制波波形，载波波形，驱动信号波形、输出电压（滤波前）波形。
本文选用双极性SPWM 调制。
1双极性单相SPWM 原理
SPWM 采用的调制波的频率为s f 的正弦波t U U s sm S ωsin =，s s f πω2=；载波c u 是幅值为cm U ，频率为c f 的三角波。
载波信号的频率与调制波信号的频率之比称为载波比，正弦调制信号与三角波调制信号的幅值之比称为深度m 。
通常采用调制信号与载波信号相比较的方法生成SPWM 信号.当Us>Uc 时，输出电压Uo 等于Ud,当Us<Uc 时，输出信号Uo 等于-Ud.随着开关以载波频率fc 轮番导通，逆变器输出电压不断在正负Ud 之间来回切换。
2 建立仿真模型
主电路模型
第一步设置电压源：在Electrical Sources 库中选用DC Voltage Source ，设置Ud =300V 。
第二步搭建全桥电路：使用Universal Bridge 模块，选择桥臂数为2，开关器件选带反并联二极管的IGBT/Diodes ，构成单项全桥电路。
第三步使用Series RLC Branch 设置阻感负载为1Ω，2mH ，并在Measurement 选项中选择Branch Voltage and current,利用multimeter 模块观察逆变器的输出电压和电流。
电路如图所示。
图 单相全桥逆变逆变器电路图
双极性SPWM 信号发生器
在Simulink 的Source 库中选择Clock 模块，提供仿真时间t,乘以f π2后通过一个sin 模块即t ωsin ，乘以调整深度m 可获得所需的正弦调整信号。
选择
Source库中的Repeating Sequence模块产生三角载波，设置Time Values 为[0 1/fc/4 3/fc/4 1/fc]，设置Output Values 为[0 -1 1 0]，生成频率为fc的三角载波。
调制波和载波通过Simulink的Logic and Bit Operations 库中的Relational Operator 模块进行比较后得到4个开关信号。
在图中Boolean 和Double由Data Type Conversion 模块进行设置后得到，NOT则使用Logic and Bit Operations库中的Logical operator模块。
为使仿真界面简单，参数易调修改，可对如图所示部分进行封装。
选择Mask Subsystem 将信号发生器进行封装，设置m、f、fc三个参数，双击该模块可以更改参数值。
电路如图所示。
图双极性SPWM信号发生器电路图
3仿真结果及分析
将调制深度m设为，输出基波频率为50Hz，载波频率为750Hz，将仿真时间设为，在powergui中设置为离散仿真模式，采样时间为10-5s，运行后得仿真结果，调制波波形和载波波形如图所示，驱动信号波形如图所示，输出电压和电流波形如图所示。
图调制波和载波波形
图驱动信号波形
图输出电流及电压波形
频谱图如图所示。
图 FFT分析频谱图。