【电力电子技术DC-AC】三相SPWM逆变器Simulink仿真
电力电子技术 三相SPWM逆变器Simulink仿真
- 一、拓扑结构
- 二、逆变电路分析
- 三、Simulink仿真分析
- 1.问题提出
- 2.分析问题
- 3.Simulink元件选取
- 4.PWM信号发生电路图
- 5.主电路图
- 6.实际效果图
- 四、仿真文件获取
- 1.积分获取
- 2.免费获取
- 五、其余电力电子电路
一、拓扑结构
三相PWM逆变电路的主电路与三相方波逆变电路完全相同，其区别在于控制信号的时序分布，拓扑结构如下所示：
二、逆变电路分析
三相SPWM原理与单项SPWM类似，载波信号uc仍为对称三角波，幅值为Ucm，频率为fc，调制信号为三相正弦波usa、usb和usc，幅值为Usm，频率为fs。
对a相桥臂进行分析，其余同理。当usa>uc时，S1通、S4断，当usa<uc时，S4通、S1断。
下图为载波比p=3时的三相SPWM逆变电路基本波形。
由于各相上下桥臂功率器件以互补方式轮流导通，故各相对N点的电压为双极性SPWM波形，该波形与各相上桥臂器件的驱动信号同步变化。输出的线电压可由相应的两相对N点的电压相减而得，线电压在±Ud和0之间变动，总体呈现单极性形状。
星型连接负载的相电压波形较为复杂，可能是电平为0、±Ud/3、±2Ud/3。
与单项情况类似，同样可以利用贝塞尔函数推导PWM波的傅里叶级数。在线性调制区内，三相SPWM逆变器输出线电压的基波有效值为：
幅值为：
其直流电压利用率为0.866，约为方波逆变电路的78.5%。因此，若采用二极管整流桥为逆变器提供直流电源，则逆变器的输出电压往往达不到负载额定电压的要求，这是SPWM方法的主要缺点。
三、Simulink仿真分析
1.问题提出
完成三相SPWM半桥逆变电路的仿真。
2.分析问题
① 三相负载设置有功为1kW，感性无功为500Var。
② SPWM控制信号的搭建是关键
需要提供三组sin函数，幅值为1，频率为1500Hz，相位相差120°的调制波信号和幅值为1，频率为50Hz的三角形载波信号。具体参数设置和电路搭建可参考文末的simulink文件。
注意：simulink中六个开关管的编号和普通拓扑的编号不一样，使用时候需要注意。
3.Simulink元件选取
① 电源模块：powergui
② DC Voltage
③三相桥Universal Bridge
③ 三相负载Three-Phase Series RLC Load
④ Sine Wave
⑤ Data Type Conversion
⑥ Carrier Wave
⑦ 相关运算模块
⑧ 相关测量模块
其中Multimeter的设置如下：
⑨ mux和demux
4.PWM信号发生电路图
5.主电路图
6.实际效果图
a相相电压、相电流以及电源输出电流波形图
a、b、c三相相电压波形图
a、b、c三相线电压波形图
四、仿真文件获取
1.积分获取
MATLAB2021版本Simulink：三相SPWM逆变电路
可以自己搭建，或者直接用这个做好的。调节不同的参数观察输出，和书上的理论图对应学习分析。
2.免费获取
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五、其余电力电子电路
☆汇总☆电力电子技术simulink仿真电路分析
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