三相逆變器雙極性SPWM調(diào)制技術(shù)的仿真

1、基本同步調(diào)制方式， fr 變化時(shí) N 不變，信號(hào)波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定；三相逆變器雙極性 SPWM調(diào)制技術(shù)的仿真一、三項(xiàng)逆變器 SPWM調(diào)制原理PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用十分廣泛，目前中小功率的逆變電路幾乎都采用了PWM技術(shù)。常用的PWM技術(shù)主要包括：正弦脈寬調(diào)制（SPWM）、選擇諧波調(diào)制（SHEPWM ）、 電流滯環(huán)調(diào)制（CHPWM ）和電壓空間矢量調(diào)制（SVPWM ）。在采樣控制理論中有一個(gè)重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。圖1中各個(gè)形狀的窄脈沖在作用到逆變器中電力電子器件時(shí)，其效果是相同的，正是基于這個(gè)理論，SPWM調(diào)制技術(shù)才孕育而生。

2、圖1形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖二、SPWM控制方式SPWM包括單極性和雙極性兩種調(diào)制方法，（1）如果在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波只在正或負(fù)的一種極性范圍內(nèi)變化，所得 到的SPWM波也只處于一個(gè)極性的范圍內(nèi)，叫做單極性控制方式。（2） 如果在正弦調(diào)制波半個(gè)周期內(nèi)，三角載波在正負(fù)極性之間連續(xù)變化，則SPWM波也是在正負(fù)之間變化，叫做雙極性控制方式。圖2雙極性PWM控制方式其中：載波比一一載波頻率fc與調(diào)制信號(hào)頻率 fr之比N,既N = fc / fr調(diào)制度一一調(diào)制波幅值A(chǔ)r與載波幅值A(chǔ)c之比，即Ma= Ar/Ac同步調(diào)制一一N等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步。三相電路中公用一個(gè)

3、三角波載波，且取 N 為 3 的整數(shù)倍，使三相輸出對稱； 為使一相的 PWM 波正負(fù)半周鏡對稱， N 應(yīng)取奇數(shù)； fr 很低時(shí)， fc 也很低，由調(diào)制帶來的諧波不易濾除； fr 很高時(shí)， fc 會(huì)過高，使開關(guān)器件難以承受。異步調(diào)制 * 載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不同步的調(diào)制方式。通常保持 fc 固定不變，當(dāng) fr 變化時(shí)，載波比 N 是變化的； 在信號(hào)波的半周期內(nèi)， PWM 波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的 脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后 1/4 周期的脈沖也不對稱；當(dāng) fr 較低時(shí)， N 較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較 ?。划?dāng) fr 增高時(shí)， N 減小，一周期內(nèi)的脈沖

4、數(shù)減少， PWM 脈沖不對稱的影響就變 大。1）主電路 ：icbtVoltage(2)測量電路：主要是測量相電壓、相電流、線電壓、不同器件所承受的電壓波形。uRj uRb uRcRMS：DiRb(3)脈沖電路：封裝在子模塊中Repe dliing $aqu&riCfi(4)調(diào)制電路:四.結(jié)果分析1) R=2,1=0.1 , fc=600 , fr=50相電流：線電壓:A日電壓CA電壓500 I111.0 -5001111100 0050.010.0150 020 0250.03三相橋式SPWM逆變電路共用一個(gè)載波時(shí)，輸出線電壓中的諧波角頻率為n 叫 土 km r (6 -11)式中，n=1,3

5、,5, 時(shí)，k=3(2m 1) 1, m=1,2,;n=2,4,6,時(shí)，6m+ 1m二0丄1m = 12 *相電壓:頻譜圖:403020L4002000-200-400“_00.002 O.OC4 0 0060 0D80.010.0120.014001600180.02Time (s)Fundamental (50Hz) = 172 9 , THD= 55.32%2001000 1200400600eooFrequency (Hz)頻譜分析：從中可以看出SPWM逆變電路輸出線電壓不含有低次諧波，并且載波頻率的整數(shù)倍的諧波 沒有了，諧波中幅值較高的是Wc+2Wr和2Wc+Wr.2)R=2，l=0

6、.1，fc=1500，fr=50nmiw對目電壓2000-200C0.0050.010.0150.020.0250.03-2000.0050.010.0150.020.0250.03-2000.0050.010.0150.020.0250.03-2000.0050.010.0150.020.0250.03c相電壓-2000.0050.010.0150.020.0250.032000-2000.0050.010.0150.020.0250.03AB電壓BC電壓500500o1II1mammm1ii1 1MBmu i100.0050.010.0150.020.0250.03500CA電壓00.00

7、50.010.0150.020.0250.03對目電流C相電流50-50o00.0050.010.0150.020.0250.034002G00-200-4QD00.0020.0040 0D60 0080.0100120.0140.0160.018D.02Time (s)FFT window: i qt 1.5 cycles of selected signalFundamental 國Hz) = 173.2 , THD= 27.31 %(-e 芒巴EEPUnLL右莎 Hcn乏25201-1200 m 60080010001200 14DD 1600Frequency (缶)2) R=2, l

8、=0.1 , fc=200 , fr=50AB電壓5001IIIIIiIII“-500 I11111111100.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5BC電壓500u luuuuviimmHuuTuumiiiri50000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5CA電壓5001IIIIIIIII0 -I財(cái)目電流200-20-4000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5B相電流00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5C相電流500-50500-5000.050.10.150.

9、20.250.30.350.40.450.50.050.150.20.250.30.350.40.450.5財(cái)目電壓B相電壓C相電壓20000.050.150.20.250.30.350.40.450.5Fundamental (50Hz) = 172.8 hTHD= 91.49%403020-1-ooIl llllllll.lhlllllllLlh.HllIllIIoDo3通過上面比較可知道:用 subplot 作圖函數(shù)得到各個(gè)的線電壓，相電壓，相電流： subplot(3,1,1);plot(a.time,a.signals(1).values,b);title(A 相電壓 );subpl

10、ot(3,1,2);plot(a.time,a.signals(2).values,r);title(B 相電壓 );subplot(3,1,3);plot(a.time,a.signals(3).values,y);title(C 相電壓 );subplot(3,1,1);plot(b.time,b.signals(1).values,b); title(AB 電壓 );subplot(3,1,2); plot(b.time,b.signals(2).values,r); title(BC 電壓 );subplot(3,1,3); plot(b.time,b.signals(3).values,y); title(CA 電壓 );subplot(3,1,1);plot(c.time,c.signals(1).v