单相正弦波PWM逆变电路仿真报告SimulinkWord格式文档下载.docx

1、2.2.1单极性控制方式调制信号Ur为正弦波，载波Uc在Ur的正半周为正极性的三角波，在 Ur的 负半周为负极性的三角波。在Ur的正半周，V1保持通态，V2保持断态，在uru c时使V4导通，V3关断，uo=U d；在uru c时使V4导通，V3关断，U0=0。这样就得到了 SPWM波形U0 0图2单极性PWM控制波形2.2.2双极性控制方式采用双极性方式时，在Ur的半个周期内，三角波不再是单极性的，而是有 正有负，所得的PWM波也是有正有负。在Ur的一个周期内，输出的PWM波 只有土 ？两种电平，而不像单极性控制时还有零电平。 在Ur的正负半周，对各开 关器件的控制规律相同。即UrU c时，

2、给V1和V4导通信号，给V2和V3以关 断信号，如ioO，则V1和V4通，如ioO，则VD1和VD4通，不管哪种情况 都是输出电压UO=U d0 UrU c时，给V2和V3导通信号，给V1和V4以关断信 号，这时如iOO，则VD2和VD3通,不管哪种情况都是输出电压uo=-U| H |图3双极性PWM控制波形3. 仿真过程：3.1仿真主电路模型：仿真模型如图4所示，其中的PWM模块为根据不同控制方式自定义的子系统封装模块，设置该模块的参数为 m （调制深度）、f （调制波频率）、fc （载 波频率），方便仿真时快捷调整调制深度及载波比，来观察不同参数对逆变电路 输出的影响。Universal

3、Bridge匚urrent MeasurementPWMpovnerg uiDC Voltage SourMD iscre 七巳， Ts = le-0 OS s.:了JUFTMultimeter图4仿真主电路图中的“Un iversal Bridge ”模块，在对话框中选择桥臂数为 2，即可组成 单相全桥电路，开关器件选带反并联二极管的 IGBT ;直流电压源模块设置为300V ；“Series RLC Branch ”模块去掉电容后将阻感负载分别设为 1 Q和2 mH ;在串 联RLC支路模块的对话框下 方选中测量电压和电 流，再利用“ Multimeter ”模块即可观察逆变器的输出电压、

4、电流；“ Powergui ”模块设 置为离散仿真模式，采样时间为1e-5s。仿真时间设为0.06s ,选择ode45仿真 算法。3.2单极性PWM逆变仿真3.2.1单极性PWM控制信号产生原理在本仿真中，采用同幅值、同频率的两条等腰三角载波分别与同幅值、 同频率，但相位相差180。的两条正弦调制波比较，经过处理后得到PWM控制信号， 原理如图5所示。由于两个桥臂是分开控制的同一桥臂上的两个开关在控制上 仍然互补。在输出电压的半个周期内，电压极性只在一个方向变化，故称为单极 性控制。JL1Tn1 1LIJ C-%图5单极性PWM控制信号产生原理322单极性控制仿真模型图6单极性PWM控制信号产

5、生模型在图6中，正弦波m ?sin?2 n ft以及m ?2 n f+ n ）模块组合产生，与频 率为fc的等腰三角波比较后，经过处理产生单极性 PWM控制信号。3.2.3进行仿真及波形记录（1）调制深度m设为0.5，基波频率f设为50Hz，载波频率fc设为基频的 20倍，即1000Hz。运行仿真主电路，可得输出电压、负载电流、直流侧电流如 图7所示。图7 m=0.5,fc=1000Hz 时单极性PWM逆变电路输出波形对此时的输出电压及负载电流进行 FFT分析，结果如图8所示。输出电压 基波幅值为150.4V ,与理论值很接近，约为基波幅值的 50%。其THD为124.27%。而由于感性负载的

6、存在，负载电流的 THD为4.97%。仿真 在（1）的基础上，将调制深度 m改为1，其它参数不变，仿真后可得此时输出电压、负载电流及直流侧输电流波形如图 9所示图9 m=1,fc=1000Hz 时单极性PWM逆变电路输出波形对此时的输出电压及负载电流进行 FFT分析，结果如图10所示。输出电压 基波幅值为300.1V，与理论值非常接近，其THD降为52.16%。而同样由于感 性负载的存在，负载电流的THD为1.99%，比（1）中降低很多。图10 m=1,fc=1000Hz 时单极性输出电压FFT分析结果（racEEPUnLi_芯迟 bEz仿真 在的基础上将载波频率提高到 fc=2000Hz.仿

7、真后，得到此时的输出电压，负载电流及直流侧电流波形如图 11所示.图11 m=1,fc=2000Hz 时单极性PWM 逆变电路输出波形此时的输出电压基波幅值为300.2V , THD为52.1% ;负载电流的THD降 为1.09%，更加接近正弦图12 m=1,fc=2000Hz 时单极性负载电流FFT分析结果=EC ErapunUL6es3.2.4单极性控制仿真结果分析对比仿真、的仿真波形及FFT分析结果可以看出，相对于的结果,（2）的结果波形中电压中心部分明显加宽，THD明显减小，负载电流波形更加 光滑；而（3）的结果波形中输出电压中心加宽更明显，负载电流的正弦度也更好 了。由此可见调制深度 m与载波比对波形的影响很大，参数值越大，逆变输出 效果越好。3.3双极性PWM逆变仿真331双极性PWM控制信号产生原理相对于单极性控制，双极性PWM控制较为简单，将正弦调制信号与双极性三角载波进行比较后经过简单处理，即可产生PWM控制信号。其原理如图3所 示。3.3.2双极性PWM控制信号产生模型图13双极性PWM控制信号产生模型图13中，同样由时钟信号经过处理产生的正弦波与频率为 fc的双极性等腰三角波比较后，经过处理即可得到双极性 PWM控制信号。