(完整版)三相逆变器matlab仿真
(完整版)三相逆变器matlab仿真
三相无源逆变器的构建及其MATLAB仿真1逆变器1.1逆变器的概念逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
1.3逆变器的分类现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
4)…………….2 三相逆变电路三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络。
图 1 三相逆变电路日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。
随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。
尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。
在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。
这就催生了三相逆变器的产生。
4MATLAB仿真Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具，已成为首屈一指的计算机仿真平台。
该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。
利用其中的Simulink模块可以完成对三相无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据。
图 2 系统Simulink 仿真所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真。
系统由一个380v的直流电源供电，经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM正弦脉宽调制。
三相SPWM逆变电路仿真
三相SPWM逆变电路仿真摘要:利用MATLAB软件中的电力系统模块库,为三相电压型逆变器建立了仿真模型,对其输出特性进行了仿真分析,并利用快速傅里叶变换(FFT)分析工具对逆变器的输出电压进行了谐波分析。
仿真实例表明了此模型和仿真方法的正确性。
关键词:逆变电路；脉宽调制(PWM)；快速傅里叶变换(FFT) ；谐波；MATLAB0 引言随着大功率全控型电力电子器件(如GTO、IG2BT、MOSFET、IGCT 等)的开发成功和应用技术的不断成熟,近年来电能变换技术出现了突破性进展,各种新型逆变器已开始在各类直流电源、UPS、交流电机变频调速、高压直流输电系统等领域中得到应用,由于大功率电力电子装置的结构非常复杂,若直接对装置进行试验,代价高且费时费力,故在研制过程中需要借助计算机仿真技术,对装置的运行机理与特性、控制方法的有效性进行验证,以预测并解决问题,缩短研制时间。
MATLAB软件具有强大的数值计算功能,方便直观的Simulink建模环境,使复杂电力电子装置的建模与仿真成为可能。
本文利用MATLAB/Simulink为SPWM(脉宽调制)逆变电路建立系统仿真模型,并对其输出特性进行仿真分析。
1 SPWM电压型逆变电路的基本原理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。
三相逆变器主回路原理图如下所示,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1 三相逆变器主电路2 通过matlab/simulink建立仿真电路如下图所示：通过matlab/simulink建立仿真图形，主要参数为：直流电压为530V。
脉冲频率为1650Hz，调制比为1，电压频率为50Hz。
Discre te ,Ts = 5e -007 s.pow e rguig A B C+-Universal BridgeA B CThree-PhaseSeries RLC Load Scope3MultimeterPulse sDiscretePWM Generatort2e-005 sDiscrete On/Off Delayi +-C urrent Measurement530Viduania uab图2 用simulink 实现的仿真模型3 死区时间对三相输出电压和电流的影响为防止在垂直换流中桥上下壁器件产生共态导通，在互补式控制极脉冲下，必须插入死区。
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 ：∖-∣ 。
(完整版)三相SPWM逆变器仿真
三相SPWM逆变器仿真一、原理分析1、基本原理按照输出交流电压半周期内的脉冲数，脉宽调制（PWM）可分为单脉冲调制和多脉冲调制；按照输出电压脉冲宽度变化规律，PWM可分为等脉宽调制和正弦脉宽调制（SPWM）。
等脉宽调制产生的电压波形中谐波含量仍然很高，为了使输出电压波形中基波含量增大，应选用正弦波作为调制信号u R。
这是因为等腰三角形的载波u T上、下宽度线性变化，任何一条光滑曲线与三角波相交时，都会得到一组脉冲宽度正比于该函数值的矩形脉冲。
而且在三角载波u T不变条件下，改变正弦调制波u R的周期就可以改变输出脉冲宽度变化的周期；改变正弦调制波u R的幅值，就可改变输出脉冲的宽度，进而改变u D中基波u D1的大小。
这就是正弦脉宽调制（sine pulse width modulated,SPWM）。
2、正弦脉宽调制方法（此处仅介绍了采样法）SPWM是以获得正弦电压输出为目标的一种脉宽调制方式。
这里就以应用最普遍的三相电压源型逆变电路来讨论SPWM具体实现方法。
下图就是三相电压源型PWM逆变器主电路结构图：图—1上图为一三相电压源型PWM逆变器，VT1~VT6为高频自关断器件，VD1~VD6为与之反并联的快速恢复二极管，为负载感性无功电流提供通路。
两个直流滤波电容C串联接地，中点O’可以认为与三相Y接负载中点O等电位。
逆变器输出A、B、C三相PWM电压波形取决于开关器件VT1~VT6上的驱动信号波行，即PWM的调制方式。
假设逆变电路采用双极性SPWM控制，三相公用一个三角形载波u T,三相正弦调制信号u RA、u RB、u RC互差120o,可用A相来说明功率开关器件的控制规律，正如下图中所示。
当u RA>u T时，在两电压的交点处，给A相上桥臂元件VT1导通信号、下桥臂元件VT4关断信号，则A相与电源中点O’间的电压u AO’=E/2。
当u RA<u T时，在两电压的交点处给VT4导通信号、VT1关断信号，则u AO’=-E/2。
基于MATLAB的三相桥式PWM逆变电路的状态空间分析与仿真
关键词：PWM；状态空间法；Simulink
Abstract
Thecontroltechnologyof the PWM inverter circuitis the most widely used ,the vast majorityof theinverter circuit applications noware PWM inverter circuit.In order to analyze the circuit of the PWM inverter,Firstlyestablished the required modelofPWM inverter circuit, and the working principle ofthe three-phase PWM inverter control circuit and the circuit is analyzedon the basis of the LC filter circuits and load R-L.Analysis of this circuit is to take the state space method,namely the establishment of the state space expression to get the working status of this circuit by analyzing the state space expression.
ifrob==n
disp('System is observable')
三相桥式全控整流及逆变电路matlab仿真
三相桥式全控整流及逆变电路matlab仿真电⼒电⼦技术课程设计系别：⾃动化系专业：⾃动化班级：1120393⼩组成员：费学智（25）薛阳（43）指导⽼师：周敏⽇期：2013年12⽉13⽇⽬录1.简要背景概述 (3)2.⼯作原理介绍 (3)3.主电路设计 (4)4. simulink仿真系统设计 (5)5.仿真结果分析 (7)6.总结（收获与体会） (17)7参考⽂献 (17)⼀简要背景概述随着社会⽣产和科学技术的发展，整流电路在⾃动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应⽤⽇益⼴泛。
常⽤的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。
三相全控整流电路的整流负载容量较⼤,输出直流电压脉动较⼩,是⽬前应⽤最为⼴泛的整流电路。
它是由半波整流电路发展⽽来的。
由⼀组共阴极的三相半波可控整流电路和⼀组共阳极接法的晶闸管串联⽽成。
六个晶闸管分别由按⼀定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发⾓时，相应的输出电压平均值也会改变，从⽽得到不同的输出。
由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采⽤常规电路分析⽅法显得相当繁琐，⾼压情况下实验也难顺利进⾏。
Matlab提供的可视化仿真⼯具Simulink可直接建⽴电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且⽴即可得到任意的仿真结果，直观性强，进⼀步省去了编程的步骤。
本⽂利⽤Simulink对三相桥式全控整流电路进⾏建模，对不同控制⾓、桥故障情况下进⾏了仿真分析，既进⼀步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电⼒电⼦实验教学奠定良好的实验基础。
三相桥式全控整流电路以及三相桥式全控逆变电路在现代电⼒电⼦技术中具有很重要的作⽤和很⼴泛的应⽤。
这⾥结合全控整流电路以及全控逆变电路理论基础，采⽤Matlab 的仿真⼯具Simulink对三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路进⾏仿真，对输出参数进⾏仿真及验证，进⼀步了解三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路的⼯作原理。
基于SVPWM三相逆变器在MATLAB下的仿真研究.doc
基于SVPWM 三相逆变器在MATLAB 下的仿真研究摘要：介绍了电压空间矢量脉宽调制控制算法的基本概念; 并简要介绍了利用多种实际矢量合成所需电压矢量的方法及具体的实现算法; 最后,利用 Matlab 的 Simulink 工具箱,建立了SVPWM 逆变器的仿真模型,通过仿真波形可知,该算法是正确的,并分析了逆变器输出的交流电压和电流的谐波。
关键词：SVPWM 、Simulink 、三相逆变器0 引 言电压空间矢量脉宽调制( Space Vector PWM,SVPWM) 控制技术,也称作磁链跟踪控制技术,它是从控制交流电动机的角度出发,最终目的是在电动机气隙空间形成旋转磁场,从而产生恒定的电磁转矩。
空间矢量脉宽调制方法依附其优越的性能指标、易于数字化实现等优点,自提出以来就成为研究的热点,不仅可以应用在各种交流电气传动系统中,而且在电力系统功率因数的调节以及各种利用清洁能源发电的分布式发电系统中都有很好的应用前景。
1 SVPWM 逆变器的原理1.1 电压空间矢量电压空间矢量是研究交流电动机三相电压与电动机旋转磁场关系而提出的虚构物理量。
在空间按 120°对称分布的三相电机定子绕组上施加三相对称电压()1)32sin()32sin(sin ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+=-==πωπωωt U u t U u t U u m c m b m a在定子绕组中即产生定子电流和磁通。
对单个绕组而言,产生的磁通是脉振的,它仅在固定的绕组轴线位置上有大小和方向的变化,但是在三相绕组的配合作用下,在电机的气隙中就产生了合成的旋转磁场。
电压和电流是时间变量,并没有空间的概念,但是电动机三相绕组产生的旋转磁场是空间和时间的变量,它的大小和空间位置随时间变化,一般以矢量表示。
时空变化的旋转磁场由三相电压产生,为了描述三相电压与电动机旋转磁场的关系,提出了电压空间矢量的概念。
电压空间矢量反映了三相电压综合作用的效果,三相电压与电压空间矢量的关系由 Park 变换来表示:)2()(322401200 j C j B j S e u e u e u u A ++=式中,u s 为电压空间矢量,u A 、u B 、u C 为三相相电压,2/3为变换系数,指数项表示了三相绕组的空间位置。
三相变压器建模及仿真及MATLAB仿真讲解
XXXXXXX学院课程设计报告课程名称：系部：专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：报告成绩：学院教学工作部制目录摘要 (3)第一章变压器介绍 (4)1.1 变压器的磁化特性 (4)1.2 变压器保护 (4)1.3 励磁涌流 (7)第二章变压器基本原理 (9)2.1 变压器工作原理 (9)2.2 三相变压器的等效电路及联结组 (10)第三章变压器仿真的方法 (11)3.1 基于基本励磁曲线的静态模型 (11)3.2基于暂态磁化特性曲线的动态模型 (13)3.3非线性时域等效电路模型 (14)第四章三相变压器的仿真 (16)4. 1 三相变压器仿真的数学模型 (16)4.2电源电压的描述 (20)4.3铁心动态磁化过程简述 (21)第五章变压器MATLAB仿真研究 (25)5.1 仿真长线路末端电压升高 (25)5.2 仿真三相变压器 T2 的励磁涌流 (28)5.3三相变压器仿真模型图 (34)5.4 变压器仿真波形分析 (36)结论 (40)参考文献 (41)摘要在电力变压器差动保护中，励磁涌流和内部故障电流的判别一直是一个关键问题。
文章阐述了励磁涌流的产生及其特性，利用 MATLAB 对变压器的励磁涌流、内部故障和外部故障进行仿真，对实验的数据波形分析，以此来区分故障和涌流，目的是减少空载合闸产生的励磁涌流对变压器差动保护的影响，提高保护的灵敏性。
本文在Matlab的编程环境下，分析了当前的变压器仿真的方法。
在单相情况下，分析了在饱和和不饱和的励磁涌流现象，和单相励磁涌流的特征。
在三相情况下，在用分段拟和加曲线压缩法的基础上，分别用两条修正的反正切函数，和两条修正的反正切函数加上两段模拟饱和情况的直线两种方法建立了Yd11、Ynd11、Yny0和Yy0四种最常用接线方式下三相变压器的数学仿真模型，并在Matlab下仿真实现。
通过对三相励磁涌流和磁滞回环波形分析，三相励磁涌流的特征分析，总结出影响三相变压器励磁涌流地主要因素。
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三相无源逆变器的构建及其MATLAB仿真1逆变器
1。
1逆变器的概念
逆变器也称逆变电源,是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言,逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电,称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
1.3逆变器的分类
现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：
1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3)按逆变主电路的形式,可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变.
4)…………….
2 三相逆变电路
三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆变网络.
图错误!未定义书签。
三相逆变电路
日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中,由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需
要使用三相交流电，例如三相电动机。
随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。
尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型-—三相交流电却始终无法被取代。
在一些条件苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用.这就催生了三相逆变器的产生.
4M ATLAB仿真
Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具,已成为首屈一指的计算机仿真平台.该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。
利用其中的Simulink模块可以完成对三相无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据.
图 1 系统Simulink 仿真
所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真.系统由一个380v的直流电源供电，经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM正弦脉宽调制.输出经过一个三相变压器隔离后通入一个三相的RLC负载模块（Three phase parallel RLC)。
加入了两个电压测量单元 voltage measurement和voltage measurement1，并将结果输出到示波器模块Scope1.
4.1 仿真中的各个模块及其参数设定
1)整流桥
图 2 通用三相整流桥模块
其中Number of bridge arms(桥臂个数)为3，Power Electronic device（电力电子器件）选用IGBT/Diodes(晶闸管）.
2)SPWM脉冲信号发生器模块
图 3 SPWM脉冲发生器
图 3为为控制通用三相整流桥产生SPWM的脉冲信号发生器，使用的是Matlab中的Discrete PWM Generator模块.该模块的作用即为为产生PWM而用以控制IGBTs等电桥的脉冲信号.为该模块的参数设置，在Generator mode选项中选择3-arms bridge（6 pulse),既三桥臂共需要六个脉冲信号用以控制如错误!未找到引用源。
中所示的六个电子管。
Carrier frequency为载波频率，该频率的大小决定了一个周期内SPWM 脉冲的密度Frequency of output voltage是输出电压的频率,此处设置为国内标准的50Hz。
3)其他模块
为模拟真实供电效果，在仿真系统中，整流桥输出的电压通入一个三相变压器后接入一个三相的RLC负载模块。
三相变压器的原边为三角形绕组，副边为星型绕组。
负载标称电压：220v，标称频率50Hz,有功功率：1000W，电感无功功率：0W，电容无功功率：500W.
图 4 变压器及负载模块
4.2 仿真特性分析
在仿真中，在整流桥的输出和变压器的输出加上了电压测量模块，并将测量显示在了一个示波器模块上。
仿真时间设定为0.1s。
如图错误!未定义书签。
所示便是仿真后的输出结果，上部分为整流桥的输出波形,下部分为变压器副边的电压波形
图错误!未定义书签。
示波器输出波形
将示波器的横轴时间设定为0。
01s后的图形如下:
图错误!未定义书
签。
0。
03s内的波形图
观察波形可知，没半个周期输出的脉冲数为21个.
4。
2.1载波频率与输出电压频率改变对波形的影响
1.将Discrete PWM Generator模块中的载波频率有原来的1080Hz提高至2160Hz.所得波形如图 5所示.
图 5 载波频率为2160Hz时的波形图1
可以清楚的观察到,PWM脉冲密度加大，正弦波形较原来更加光滑。
放大后的波形图如下：
图 6 载波频率为2160Hz
观察图形可知，没半个周期内的脉冲个数为43个。
由两个仿真结果可见,载波频率直接影响了波形的光滑度,载波频率越大波纹越小仿正弦效果越好。
但也应注意到频率过高有可能对整流桥器件产生影响，所以也不能过于高.
2.载波频率为1080Hz，将输出电压的频率提高为100Hz后：
图错误!未定义书签。
输出电压为100Hz 载波频率1080
图错误!未定义书签。
放大图输出电压为100Hz
观察波形，没半个周期内的脉冲个数为11个。
改变输出电压后可以注意到，波纹想对于50Hz时变小了，但由于没半个周期内的脉冲个数由21个变为了11个，所以仿正弦效果大大下降了，可见如若提高输出电压的频率后，不改变载波频率，逆变效果会打折扣。
可见,在提高了输出电压频率的同时,成比例的提高载波频率，便可以使得仿正弦波保持原来的波形质量。
4。
2.2 改变负载对输出的影响
将载波频率与输出电压频率固定为1080Hz和50Hz。
a)去除负载后（既变压器副边开路）的仿真波形.
图错误!未定义书签。
去除负载后的仿真波形
b)改变负载有功功率为100W。
图错误!未定义书签。
减小负载有功功率为100W的波形
减小负载后可以发现，在系统启动的初期，波形不稳定有很大的震荡而后期则趋于稳定，波形与1000W 时相比并无差别。
c)改变负载有功功率为10KW的波形
图错误!未定义书签。
有功功率为10KW时的波形
增加有功功率后,启动时波形震荡减小能够较快进入稳态.
增大容性功率后，波形较之前更为光滑，但启动时产生了波动，但进入稳态后波形仿制效果更佳理想.
结论
通过应用Matlab软件，构建了一个使用无源型三相逆变电路供电的系统，并进行了仿真。
在对获得的仿真波形分析中，定性地讨论了逆变器的两个主要参数--载波频率和输出电压频率以及不同负载对系统仿真结果的影响。
获得以下结论:
(一)在电压输出频率一定的情况下,载波频率的大小决定了每个周期内的仿正弦脉冲个数，即决定了正弦
波形的仿制质量。
(二)负载有功功率越大，系统进入稳态的时间越快，较小的负载有功功率会在暂态时产生很大的波动.
(三)负载的容性无功功率的增大，一方面可以使得正弦电压仿制质量提高，但另一方面会在暂态时产生
过大的过载电压,并且延缓系统进入暂态的时间。
(四)负载的感性功率对于正弦电压的仿制并无太大影响。