三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真.docx
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三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真
三相逆变器双极性SPWM调制技术的仿真
一、三项逆变器SPWM调制原理
PWM控制技术在逆变电路中的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM技术。
常用的PWM技术主要包括：
正弦脉宽调制（SPWM）、选择谐波调制（SHEPWM）、电流滞环调制（CHPWM）和电压空间矢量调制（SVPWM）。
在采样控制理论中有一个重要的结论：
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。
图1中各个形状的窄脉冲在作用到逆变器中电力电子器件时，其效果是相同的，正是基于这个理论，SPWM调制技术才孕育而生。
a）矩形脉冲b）三角脉冲c）正弦半波脉冲d）单位脉冲函数
图1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
二、SPWM控制方式
SPWM包括单极性和双极性两种调制方法，
（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性范围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。
（2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式。
图2双极性PWM控制方式
其中：
载波比——载波频率fc与调制信号频率fr之比N，既N=fc/fr
调制度――调制波幅值Ar与载波幅值Ac之比，即Ma＝Ar/Ac
同步调制——N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步。
Ø基本同步调制方式，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定；
Ø三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称；
Ø为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数；
Øfr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除；
Øfr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。
异步调制***——载波信号和调制信号不同步的调制方式。
Ø通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的；
Ø在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称；
Ø当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小；
Ø当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大。
三．各个电路分析及其模块：
（1）主电路：
（2）测量电路：
主要是测量相电压、相电流、线电压、不同器件所承受的电压波形。
（3）脉冲电路：
封装在子模块中
（4）调制电路：
四．结果分析
1）R=2，l=0.1，fc=600，fr=50
相电流：
线电压：
三相桥式SPWM逆变电路共用一个载波时，输出线电压中的谐波角频率为
式中，n=1,3,5,…时，k=3（2m－1）±1，m=1,2,…；
n=2,4,6,…时，
相电压：
频谱图：
频谱分析：
从中可以看出SPWM逆变电路输出线电压不含有低次谐波，并且载波频率的整数倍的谐波没有了，谐波中幅值较高的是Wc+2Wr和2Wc+Wr.
2）R=2，l=0.1，fc=1500，fr=50
2）R=2，l=0.1，fc=200，fr=50
通过上面比较可知道：
用subplot作图函数得到各个的线电压，相电压，相电流：
subplot（3,1,1）;
plot（a.time,a.signals
（1）.values,'b'）;
title（'A相电压'）;
subplot（3,1,2）;
plot（a.time,a.signals
（2）.values,'r'）;
title（'B相电压'）;
subplot（3,1,3）;
plot（a.time,a.signals（3）.values,'y'）;
title（'C相电压'）;
subplot（3,1,1）;
plot（b.time,b.signals
（1）.values,'b'）;
title（'AB电压'）;
subplot（3,1,2）;
plot（b.time,b.signals
（2）.values,'r'）;
title（'BC电压'）;
subplot（3,1,3）;
plot（b.time,b.signals（3）.values,'y'）;
title（'CA电压'）;
subplot（3,1,1）;
plot（c.time,c.signals
（1）.values,'b'）;
title（'A相电流'）;
subplot（3,1,2）;
plot（c.time,c.signals
（2）.values,'r'）;
title（'B相电流'）;
subplot（3,1,3）;
plot（c.time,c.signals（3）.values,'y'）;
title（'C相电流'）;
参考文献：
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