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第5章DC-AC电路的仿真单相方波逆变电路三相方波逆变电路单相双极性SPWM逆变电路三相PWM逆变电路

SPWM逆变电路

考虑死区时间的SPWM逆变电路5.1方波逆变电路5.1.1单相方波逆变电路图5-1单相方波逆变电路及其基本波形对输出电压u0进行傅里叶展开：输出电压u0的基波峰值为：其有效值为：5.1.2三相方波逆变电路利用傅里叶分析得a相电压和a、b间线电压瞬时值为：线电压基波幅值为：图5-4三相方波逆变电路图5-5三相方波逆变电路波形例5-2完成三相方波逆变电路的仿真，开关管选IGBT，直流电源530V，阻感负载，负载有功功率1kW，感性无功功率0.1kvar。5.2单相PWM逆变电路图5-9单相全桥逆变电路图5-10双极性SPWM示意图5.2.1双极性SPWM调制信号为频率为fs的正弦载波比为调制深度m生成SPWM信号的方法：当us>uc时，功率开关S1、S3导通，S2、S4关断，u0=Ud；当us<uc时，功率开关S2、S4导通，S1、S3关断，u0=-Ud。工程上，当fc>>fs且m≤1时，有通过控制调制信号，可调节逆变器输出电压的频率和幅值。

PWM逆变电路使输出电压、电流较方波逆变电路更接近于正弦波，但由于用载波对调制信号进行调制，必然产生和载波有关的谐波分量。双极性调制方式下输出电压包含的谐波频率为：各谐波对应的幅值为

PWM波中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波。5.3三相PWM逆变电路图5-30三相PWM逆变电路5.3.1三相SPWM逆变电路三相的PWM控制公用三角波载波uc三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120°图5-31三相SPWM逆变电路基本波形对应a相，当usa>uc时，

S1导通S4关断，当usa<uc

时，S1导通S4关断。各相上下桥臂功率器件导通互补。载波比应为3的整数倍且为奇数，这样每相波形正负半周对称，且三相波形也对称。线电压基波幅值为输出电压的谐波集中分布在处，其中载波频率的整数倍处的高次谐波不再存在。三相的SPWM波的谐波分布有明显的“集簇”性。值得考虑的最低次谐波为p-2次。

例5-6

建立三相SPWM全桥逆变电路，并仿真分析电路的工作情况。图5-35死区时间对逆变器输出的影响5.3.2死区时间的影响死区时间内，某相桥臂的工作状态取决于两个续流二极管和该相电流的方向。图5-35死区时间对逆变器输出的影响5.3.2死区时间的影响死区畸变电压定义为死区畸变电压宽度为td、高度为Ud的窄脉冲，其周期与调制波相同，符号与相电流相反。桥臂逆变的实际输出电压即为无死区时的理想输出电压再叠加死区畸变电压。5.3.2死区时间的影响在输出电流滞后于输出电压的情况下，死区时间降低了直流电压的利用率，使实际输出电压的基波相位超前于理想电压基波。在输出电流滞后角度恒定的情况下，增加死区时间会降低实际输出电压的基波幅值，增加相位超前角。在死区时间恒定的情况下，增大电流滞后角会减少电压幅值的损失，同时增加相位超前角。对死区畸变电压进行傅里叶分析，知其包含3次、5次、

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