单相逆变器SPWM调制技术的仿真-华东交通大学

华东交通大学课程设计华东交通大学课程设计--#-由上面变载波比，变调制深度可以有下述结论，输出电压基波幅值与调制深度成正比。当载波比一定，变化调制深度时，当载波频率远大于输出电压基波频率即fc>>fs，且调制深度OVmWl时，基波电压幅值与直流侧电压满足一下关系：uimud。仿真电路中，m=0.85时，输出电压基波约为85v，m=0.95时，输出电压基波约为95v，它表明，spwm逆变输出电压的基波幅值与调制深度成线性变化。因此通过调节控制信号，可以方便的调节逆变器的输出电压的频率和幅值。载波比越高，最低次谐波离基波越远，也就越容易滤波。例如：调制深度都为0.95,载波比为15时，负载电流谐波失真THD=8.22%；载波比为20时，负载电流谐波失真THD=7.3O%，即载波比越高，负载电流中的谐波越少。故提高载波比将有效改善输出电压的质量。4.3.2双极性SPWM仿真(1)频率为50hz；载波比为15；调制深度为0.85仿真分析频率为50hz；载波比为15；调制深度为0.85仿真分析负载电压负载电流

负载电压傅里叶分析：SignaltoanalyzeAvailablesignalsStructure:Displayselected名ignAvailablesignalsStructure:la▼Input:input1▼Sign自Inumber:1▼Time(s)FFTanalysisFrequency(Hz)FFTwindowStarttime(s);o.oosNumberofcycles:1Fundamentalfrequency(Hz):50FFTsettinasDisplaystyle:Bar(relativetofundamental)▼|Basevalue:1.0Frequencyaxis:IHertzJMaxFrequency(Hz):2000DisplayAvailablesignalsAvailablesignalsStructure:负载电流傅里叶分析：SignaltoanalyzeDisplayselectedsignal0DisplayFFTwindowSelectedsignal:2cycles.FFTwindow(inred):1cyclesTime(s)FFTanalysisFrequency(Hz)FJInput:input2▼|Sign自Inuinber:1-(2)频率为50hz；载波比为15；调制深度为0.95仿真分析频率为50hz；载波比为15；调制深度为0.95仿真分析负载电压t/s负载电流t/s负载电流t/s负载电压傅里叶分析：Sinnaltnanalvjp|運］DisplayselectedsignalplayFFTwindow00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time(s)FFTanalysisFrequency(Hz)负载电流傅里叶分析：Sianaltoanalvze運!DisplayselectedsignalplayFFTwindowAvailablesignalsStructure:Selectedsignal:2cycles.FFTwindow(inred):1cycles

i*cc~~H~0.150.10.050-0.0500.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time(s)FFTanalysis-Fundamental(50Hz)=0.1058,THD=9.68%FFTwindow—Starttime(s):Numberofcycles:aanurb%Laa0040320oFFTsettingsDisplaystyle:Bar(relativetofundamental)▼Base湘lu已：1.0Frequencyaxis:Hertz▼MaxFrequency(Hz):200050010001500Frequency(Hz)2000Close(3)频率为50hz；载波比为20；调制深度为0.95仿真分析频率为50hz；载波比为20；调制深度为0.95仿真分析负载电压200100/VU0-100-20000.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04t/s负载电流0.30.2/IA0.10-0.1J』、、5200.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04t/s负载电压傅里叶分析：SianaltoanalvzeDisplayselected创釦刮playFFTwindowAvailablesignalsStructure:00.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time(s)FFTanalysis呼FFTsettingsDisplaystyle:Bar(relativetofundamental)〒］Basevalue:1.0Frequencyaxis:HertzFrequency(Hz)Display1Close负载电流傅里叶分析：Sianaltoanalvzei$jDisplayselectedsignalplayFFTwindowSelectedsignal:2cycles.F〒Twindo^wMreq)：1cyclgs/\/\0.150.10.050-0.0500.0050.010.0150.020.0250.030.0350.04Time(s)AvailablesignalsStructure:二IInput:input2二ISign创number:1JFFTanalysisFrequency(Hz)—FFTwindowStarttime(s):Numberofcycles:FFTsettingsDisplaystyle:Bar(relativetofundaniental)▼Basevalue:而—Frequencyaxis:Hertz訂MaxFrequency(Hz):2000Close由上面变载波比，变调制深度可以有下述结论，1）输出电压基波幅值与调制深度成正比。当载波比一定，变化调制深度时，当载波频率远大于输出电压基波频率即fc>>fs,且调制深度Ovmv=l时，基波电压幅值与直流侧电压满足一下关系：um*u。仿真电路中，m=0.85时，输出ld电压基波约为85v，m=0.95时，输出电压基波约为95v，它表明，spwm逆变输出电压的基波幅值与调制深度成线性变化。因此通过调节控制信号，可以方便的调节逆变器的输出电压的频率和幅值。2）pwm电压波形中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波。幅值最高影响最大的是k次谐波分量，随调制深度的增加，其幅值的相对值逐渐减小。由于pwm电压波形中含有载波频率的整数倍及其附近的谐波，可见载波比越高，最低次谐波离基波越远，也就越容易滤波。例如：调制深度都为0.95时，载波比为15时，负载电流谐波失真THD=9.68%；载波比为20时，负载电流谐波失真THD=9.23%，即载波比越咼，负载电流中的谐波越少。故提咼载波比将有效改善输出电压的质量。但是另外，由于开关损耗等原因，开关频率在逆变器的设计和运行中还会受到多种因素的影响，相应的对载波比大小也有一定的限制。3）输出频率：50hz；载波比：20；调制深度：0.95时，单极性电压总谐波失真THD=57.43%，负载电流谐波失真THD=7.30%；双极性，电压总谐波失真THD=109.74%，负载电流谐波失真THD=9.23%。可见，就基波性能而言，单极性pwm和双极性pwm完全一致，但在线性调制的情况下单极性pwm谐波性能明显优于双极性pwm，开关次整数倍谐波消除，最低次谐波幅值比双极性调制小的多，容易滤波。5.结束语Matlab仿真技术在这次电力电子电路仿真的设计中已经很好的体现了他在这个领域中的优点，本文通过仿真实验的出来的结果与理论分析的结果波形可以说是基本一致，这更进一步说明了Matlab在电力电子系统仿真研究的实用性和有效性。通过这次本学期这次一周的课程设计，使我对本课程所学的内容有了一个连贯性，综合性的认识，通过自己的摸索和研究加深了我对理论的理解，同时也提高了我独立的动手能力和分析解决问题的能力，具体说通过本次课程设计使我更加熟练的使用Matlab软件中的Simulink和SimPowerSystem模块库，熟悉掌握了基本电力电子电路的仿真方法，掌握了对电力电子器件各种参数的设定，同时也学会了运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，增强了我对仿真的学习兴趣。在这次课程设计的撰写中，我严格按照老师规定的格式，以毕业论文的要求严格的要求自己。通过这次为期一周的课设使我获益匪浅，同时也为我以后毕业论文的撰写工作打下了一定的基础。6.参考文献刘凤君.现代逆变技术及应用[M].北京：科学出版社，2006.伍家驹，王文婷，李学勇，等.单相SPWM逆变桥输出电压的谐波分析[J].电力自动化设备，200&28(4):45-49,52.王兆安，刘进军，电力电子技术，机械工业出版社，2009.5汤才刚，朱红涛，李莉，陈国桥，基于PWM的逆变电路分析，《现代电子技术》2008年第1期总第264期。刘卫国.MATLAB程序设计与应用(第二版)•北京：高等教育出版社，2008.subplot(6，1，1);plot(a.time，a.signals(1).values)title('电源电压')subplot(6，1，2);plot(a.time，a.signals(2).values)title('触发信号1')subplot(6，1，3);plot(a.time，a.signals(3).values)title('触发信号2')subplot(6，1，4);plot(a.time，a.signals(4).values)title('Thl、Th4电流')subplot(6，1，5);plot(a.time，a.signals(5).values)title('Th2、Th3电流')subplot