单相正弦波逆变器不同载波比的影响仿真研究教学内容
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。
单相逆变器电路设计及仿真研究-文献综述
单相逆变器电路设计及仿真研究前言：随着能源消费的增长、日益恶化的生态环境和人类环保意识的提高，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且无污染的新能源。
太阳能作为一种高效无污染的绿色新能源，一种未来常规能源的替代品，尤其受到人们的重视。
太阳能的直接应用主要有光热转换、光电转换和光化学转换三种形式，光电转换即光伏技术是最有发展前途的一种。
太阳能光伏并网发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势，必将得到快速的发展。
在并网型光伏发电系统中，逆变器是系统中最末一级或唯一一级能量变换装置，其效率的高低，可靠性的好坏，将直接影响整个并网型系统的性能和投资。
因此，逆变器已成为影响光伏并网发电系统经济可靠运行的关键因素。
本文将对光伏并网单相逆变器进行设计仿真，通过对比不同的单相逆变器电路的逆变效果，确定其各自的适用条件。
主题：自20世纪50年代太阳能电池的空间应用到如今的太阳能光伏集成建筑，世界光伏工业已经走过了近半个世纪的历史。
在世界各国尤其是美、日、德等发达国家先后发起的大规模国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划的刺激和推动下，光伏工业近几年保持着年均30%以上的高速增长。
其中，以光伏集成建筑为核心的光伏并网发电市场己经超过离网应用，近几年的增长速度都在40%以上，成为世界光伏工业的最主要发动机。
并网光伏发电已经成为光伏发电领域研究和发展的最新亮点。
并网型光伏发电系统的核心为并网型逆变器。
并网型逆变器是影响和决定整个系统是否能够稳定、安全、可靠、高效地运行的一个主要因素，同时也是影响整个系统使用寿命的主要因素。
国外并网型逆变器已经是一种比较成熟的市场产品，例如在欧洲光伏专用逆变器市场中就有SMA,Fronius,Sputnik,Sun Power和西门子等众多的公司具有市场化的产品，其中SMA在欧洲市场中占有的50%的份额。
除欧洲外，美国、加拿大、澳大利亚、新西兰以及亚洲的日本在并网型逆变器方面也都己经产品化。
以SMA和西门子为例介绍目前光伏并网发电系统用逆变器的发展情况。
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：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。
单相逆变器仿真研究课程设计
单相逆变器仿真研究1概述随着各行各业自动化水平及控制技术的发展和其对操作性能要求的提高，许多行业的用电设备（如通信电源、电弧焊电源、电动机变频调速器等）都不是直接使用交流电网作为电源，而是通过形式对其进行变换而得到各自所需的电能形式，它们所使用的电能大都是通过整流和逆变组合电路对原始电能进行变换后得到的。
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、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，就需要逆变。
另外，交流电机调速变频器、UPS、感应加热电源等使用广泛的电力电子装置，都是以逆变电路为核心。
本文以单相DC-AC逆变器为研究对象，设计了一种基于全桥式结构的SPWM逆变器。
以TI公司低功耗16位单片机MSP30FX169为核心，根据反馈的电压或电流信号对PWM 波形作出调整，进行可靠的双闭环控制，逆变部分采用MSP430数字化SPWM控制技术，以尽可能减少谐波。
为降低开关损耗，防止产生噪声，将开关频率设置为20KHZ。
系统具有短路保护，输入过压和过流保护功能，针对开关管，还完善了抑制浪涌电流，开断缓冲和关断缓冲等功能。
设计的硬件电路主要包括全桥式逆变主电路、控制电路、驱动电路、取样电路、保护电路等。
重点分析了SPWM控制算法，并给出了软件实现SPWM波形的过程。
采用无差拍控制和传统的PI控制方法相结合的复合控制方法，既利用了无差拍控制的快速动态响应特性，又利用了PI控制具有强的鲁棒性，据此设计的控制器能够使逆变器的输出电压很好地跟踪正弦波，在电容性整流负载下输出电压也具有很好的正弦性，在MATLAB/SIMULINK下建立了电源系统的仿真模型，完成了控制器的参数设计，并给出电源在不同负载下和主电路滤波器参数变化下的输出电压仿真波形，证明了本方案设计的逆变器能够得到优质的正弦交流电。
2方案论证2.1主回路拓扑结构方案选择逆变电源主电路结构的选取应该遵循以下几个原则：选用尽量少的开关器件，这样可以提高系统的可靠性，并且降低成本；尽量减少逆变电源中的电容值、电感值，和减少电容电感元件在逆变电源中的数量，这样可以减小整个逆变电源设备的体积，提高其可靠性，同时也应该降低设备的成本；电路拓扑结构应该有利于逆变电源最终输出电压中谐波的消除，输出电压频率及幅值的调节。
单相正弦波逆变电源波形控制技术的研究
1 引言
为了使正弦波逆变电源在整流桥等非线性负载情况下 仍有接近正弦波的输出电压 ,逆变电源波形控制技术成为研 究的热点 。目前国内外研究的比较多的主要有数字 P ID 控 制 ,无差拍控制 ,状态反馈控制 ,重复控制 ,滑模变结构控制 , 模糊控制以及神经网络控制等 [8 ] 。重复控制 [1 ] [2 ]是一种十 分有效的波形校正技术 ,是改善非线性负载下逆变电源输出 电压波形的一种有效手段 ;但它却有一个致命的弱点 ,重复 控制得到的控制指令不是立即输出 ,而是滞后一个参考周期 后才输出 。因此 ,如何解决重复控制动态响应速度慢的问 题 ,是重复控制系统设计中的一个关键 。模糊自整定 P I控 制是通过提高系统的动态性能的方法抑制干扰 ,对给定及负 载突加突卸时的波形控制效果显著 ,但对于周期性扰动抑制
调增益 Kr 设定为小于 1的正常数 , Kr 越小稳定裕度越大 , Kr 越大 ,误差收敛速度越快 ,稳定裕度越小 。
3. 2 模糊自整定 P I控制器
模糊自整定 P I控制器的结构框图见图 3,它是在 P I算法
基础上 ,通过分析系统的稳定性 、响应速度 、超调量等特性 ,
得出 P I参数对系统输出特性的影响 ,然后建立 P I参数与误
系统能够无静差地跟随输入信号 。因此
,含有
s2
ω +ω2
环节的
闭环系统可以无静差地跟踪角频率为 ω的正弦信号 。带整流
桥负载时 ,系统不仅包含基波角频率为 ω的参考正弦信号 ,
而且也包含了基波整数倍的谐波 ,扰动信号的频率尽管多种
多样 ,但它们都服从一个共同特征 , 即 :在每一个基波周期都 以完全相同的波形重复出现 。基于以上原因 , 设计这样一个
“重复信号发生器 ”内模 ,它产生周期为 L 的周期信号 , 并且
电力电子应用课程设计--1kW电压电流瞬时值反馈的单相逆变器仿真研究
电力电子应用课程设计课题：1kw电压电流瞬时值反馈的单相逆变器仿真研究班级学号姓名专业系别指导教师电气工程系2013年3月1kW电压电流瞬时值反馈的单相逆变器仿真研究一、设计目的：(1) 加深理解SPWM单相逆变器工作原理及分析工作模态；(2) 掌握SPWM逆变器控制信号发生的方法；（3）熟悉稳定逆变器输出电压的电压电流瞬时值反馈方法；（4）应用MATLAB仿真软件中simulink工具箱建立仿真模型。
二、技术要求:输入：380V直流.输出：220V/4.56A要求：建立单相SPWM逆变器闭环仿真模型，并考察不同负载输出电压的调整率以检验系统闭环性能是否达标。
三、单相逆变器SPWM调制技术的仿真1、单相逆变器SPWM调制电路的基本结构图单相桥式逆变器有四个带反并联续流二极管的IGBT组成，分别为VT1~VT4，直流侧由两个串联电容，他们共同提供直流电压Ud，负载为阻感负载，调制电路分别由单相交流正弦调制波形和三角载波组成，其中三角载波和正弦调制波的幅值和频率之比分别被称为调制度和载波频率，这是SPWM调制中的两个重要参数。
三角载波和正弦调制波相互调制产生四路脉冲信号分别给六个IGBT提供触发信号。
在电路中输入为380 V 直流，输出为220 V ，输出电流为4.46A ，输出功率为P=1000 W 。
⑴ 并联电容的选取⑵ L C 滤波器值的确定⑶ 调制比M2、单相逆变器SPWM 调制电路的工作模态 ⑴阻性负载图2 正半周期 负半周期⑵感性负载图3 感性负载的输出波形相对于阻性负载滞后。
F105.5R T 4C 02.01T 4.1441000380R 4-L 22L ⨯=⨯===Ω==电容为周期负载电阻sf H106.9~109.4L 51LC 3.1421F101.3~106.6C I 20~10I wc1u 4-4-5-6-00000C 0⨯⨯≈=⨯⨯⨯≈==从而求得又由可求得）（由sf 8188.03802220M =⨯=⑶容性负载图4容性负载的输出波形相对于阻性负载超前。
单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变
实验九 单相正弦波脉宽调制（SPWM ）逆变一．实验目的1．熟悉单相交直交变频电路原理及电路组成2．熟悉ICL8038的功能。
3．掌握SPWM 波产生的基理。
4．分析交直交变频电路在不同负载时的工作情况和波形，并研究工作频率对电路工作波形的影响。
二．实验所需挂件及附件 序号型号 备注 1DJK01电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”等模块 2DJK09单相调压与可调负载 该挂件包含“单相自耦调压器”等模块 3DJK14 单相交直交变频原理 4双踪示波器 5 万用表三．实验线路及原理采用SPWM 正弦波脉宽调制，通过改变调制频率，实现交直交变频的目的。
实验电路由三部分组成：即主电路，驱动电路和控制电路。
1．主电路部分如图3-20所示，交直流变换部分(AC/DC)为不可控整流电路（由实验挂箱DJK09提供）； 逆变部分(DC/AC)由四只IGBT 管组成单相桥式逆变电路，采用双极性调制方式。
输出经LC 低通滤波器，滤除高次谐波，得到频率可调的正弦波（基波）交流输出。
本实验设计的负载为电阻性或电阻电感性负载，在满足一定条件下，可接电阻启动式单相鼠笼式异步电动机。
1．驱动电路如图3-21（以其中一路为例）所示，采用IGBT 管专用驱动芯片M57962L ，其输入端接控制电路产生的SPWM 信号，其输出可用以直接驱动IGBT 管。
其特点如下： ①采用快速型的光耦实现电气隔离。
②具有过流保护功能，通讨检测IGBT 管的饱和压降来判断IGBT 是否过流，过流时AC/DC （整流） DC/AC （逆变）图3-20 主电路结构原理图IGBT 管CE 结之间的饱和压降升到某一定值，使8脚输出低电平，在光耦TLP521的输出端OC1呈现高电平，经过流保护电路(见图3-22)，使4013的输出Q 端呈现低电平，送控制电路，起到了封锁保护作用。
3．控制电路控制电路如图3-23所示，它是由两片集成函数信号发生器ICL8038为核心组成，其中一片8038产生正弦调制波U r ，另一片用以产生三角载波U c ，将此两路信号经比较电路LM311异步调制后，产生一系列等幅，不等宽的矩形波U m ，即SPWM 波。
单相和三相逆变器SPWM调制技术的仿真与分析
目录1.引言 .......................................................................................... - 2 -2.PWM控制的基本原理........................................................... - 2 -3.PWM逆变电路及其控制方法............................................... - 3 -4.电路仿真及分析 ...................................................................... - 4 -4.1双极性SPWM波形的产生 . (4)4.2三相SPWM波形的产生 (6)4.3双极性SPWM控制方式单相桥式逆变电路仿真及分析-7-5.双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路和三相逆变电路比较分析 .................................................................................. - 12 -6.结论 ........................................................................................ - 13 -7.参考文献 ................................................................................ - 13 -1. 引言PWM 技术的的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM 技术。
它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。
PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
SPWM单相逆变仿真波形
三、同时调大载波比与调制度
Fc=1500HZ，M=0.7
Fc=2250Hz，M=0.9
以上均为固定调制波频率进行的改变，当调制波频率固定时，升高载波频率即增多峰值采样的点数，继而出来的调制波也就愈加密集，出来的电流波形也就越接近正弦波。另外，当我们确定好载波比后，得到的一系列正弦表格中的数据即代表一系列不同占空比的数值。
注：在M=0~1区间内，基波幅值随M线性增加；M=1~3.24区间，基波幅值随M非线性变化；M 3.24时，曲线称饱和状态，基波幅值不再随M增大而增大，而是随着M增大保持 值恒定不变。分三个区域：调制区；非线性区（过调制区）；方波区域。
在M 1的线性区域（调制区域），是正常使用SPWM的区域。在这区域内，基波电压幅值与M成正比，谐波总含量较小，但个别谐波的幅值较大，波形畸变率与载波比N有关，但基波幅值与N无关（当N 9时）。
一、固定载波比（fc=750Hz），改变调Байду номын сангаас度看输出电压和电流。
M=0.1
M=0.3
M=0.5
M=0.7
M=0.9
二、固定调制度(m=0.5)，调节载波比，看输出电压和电流变化。
N=15，即fc=750Hz
N=18，即fc=900Hz
N=21，即fc=1050Hz
N=24，即fc=1200Hz
N=30，即fc=1500Hz
毕业设计（论文）-单相逆变器设计与仿真
单相逆变器设计与仿真班级学技术要求：逆变器类型：单相逆变器输出额定电压：825V输出额定功率：25KVA输出额定频率：50HZ功率因素：≥0.8过载倍数：1.5⑴、设计主电路参数；⑵、建立数学模型，给出控制策略，计算控制器参数；⑶、建立仿真模型，给出仿真结果，对仿真结果进行分析。
目录一、单相逆变器设计 .....................................................................................................- 4 -1、技术要求 ..........................................................................................................- 4 -2、电路原理图 .......................................................................................................- 4 -3、负载参数计算 ...................................................................................................- 4 -3.1、负载电阻最小值计算 ...............................................................................- 5 -3.2、负载电感最小值计算 ...............................................................................- 5 - 3.3、滤波电容计算..........................................................................................- 5 - 4、无隔离变压器时，逆变器输出电流计算 .............................................................- 6 -4.1、长期最大电流（长）O I ...............................................................................- 6 -4.2、短期最大电流短）(0I .................................................................................- 7 - 5、无隔离变压器时，逆变器输出电流峰值 .............................................................- 7 -5.1、长期电流峰值长）(OP I ...............................................................................- 7 - 5.2、短期电流峰值短）(OP I ...............................................................................- 7 - 6、滤波电感计算 ...................................................................................................- 7 -6.1、滤波电感的作用 ......................................................................................- 7 - 6.2、设计滤波器时应该注意的问题 .................................................................- 7 - 6.3、设计滤波器的要求...................................................................................- 8 - 7、逆变电路输出电压（滤波电路输入电压） .........................................................- 8 -7.1、空载........................................................................................................- 9 - 7.2、 额定负载纯阻性1cos =ϕ .....................................................................- 9 - 7.3、额定负载阻感性8.0cos =ϕ ....................................................................- 9 - 7.4、过载纯阻性1cos =ϕ ............................................................................ - 10 - 7.5、过载阻感性8.0cos =ϕ ......................................................................... - 11 - 8、逆变电路输出电压 .......................................................................................... - 11 - 9、逆变电路和输出电路之间的电压匹配 .............................................................. - 12 - 10、根据开关压降电流选择开关器件.................................................................... - 12 - 11、开关器件的耐压 ............................................................................................ - 13 - 12、单相逆变器的数学模型.................................................................................. - 13 - 13、输出滤波模型................................................................................................ - 14 - 14、单相逆变器的控制策略.................................................................................. - 15 - 14.1、电压单闭环控制系统 ........................................................................... - 15 - 14.2、电流内环、电压外环双闭环控制系统 ................................................... - 16 -二、单相逆变器仿真 ................................................................................................... - 20 -1、输出滤波电路仿真 .......................................................................................... - 20 -2、电压单闭环控制系统仿真 ................................................................................ - 21 -3、电流内环、电压外环双闭环控制系统 .............................................................. - 23 -一、单相逆变器设计1、技术要求输出额定电压：825V输出额定功率：25KVA输出额定频率：50HZ功率因素：≥0.8过载倍数：1.52、电路原理图图1 单相全桥逆变电路设计步骤：（1）、根据负载要求，计算输出电路参数。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。