三相電壓型SPWM逆變器仿真分析及應(yīng)用

畢業(yè)論文論文題目：三相電壓型SPWM逆變器仿真分析及應(yīng)用學(xué)生姓名：學(xué)號：123456789所在院系：電氣信息工程學(xué)院專業(yè)名稱：自動(dòng)化屆次：2013屆指導(dǎo)教師：目錄前言 21SPWM控制技術(shù)產(chǎn)生背景 22SPWM控制技術(shù) 42.1PWM控制技術(shù)的概述 42.2面積等效原理 52.3SPWM（正弦脈沖寬度調(diào)制）控制技術(shù) 52.4SPWM的調(diào)制 62.5PWM的控制方法及其比較 73三相橋式逆變器中的開關(guān)器件 93.1IGBT的動(dòng)態(tài)特性分析 93.2IGBT的特性和參數(shù)特點(diǎn) 為該模塊的參數(shù)設(shè)置，在Generatormode選項(xiàng)中選擇3-armsbridge(6pulse),既三橋臂共需要六個(gè)脈沖信號用以控制如圖11中所示的六個(gè)電子管。Carrierfrequency為載波頻率，該頻率的大小決定了一個(gè)周期內(nèi)SPWM脈沖的密度（如圖7所示）。Frequencyofoutputvoltage是輸出電壓的頻率，此處設(shè)置為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的50Hz。5.2.3多功能橋圖14通用三相整流橋圖15多功能橋參數(shù)設(shè)置用三相整流橋?yàn)镾imulink[13]中的Universalbridge模塊。圖15為該模塊的參數(shù)設(shè)置對話框。其中Numberofbridgearms（橋臂個(gè)數(shù)）為3，PowerElectronicdevice（電力電子器件）選用IGBT/Diodes（晶閘管）。圖16三相RLC負(fù)載模塊圖17三相RLC負(fù)載模塊參數(shù)設(shè)置為模擬真實(shí)供電效果，在仿真系統(tǒng)中，整流橋輸出的電壓通入一個(gè)三相變壓器后接入一個(gè)三相的RLC負(fù)載模塊。設(shè)置R=2歐，L=0.01亨，C=0法。6Simulink[14]仿真結(jié)果6.1脈沖發(fā)生器模塊的三角波頻率為600Hz，正弦波頻率為50Hz圖18IGBT通過的電流圖19逆變器輸出a相波形圖20逆變器輸出b相波形圖21逆變器輸出c相波形圖22逆變器輸出相電壓基波有效值6.2脈沖發(fā)生器模塊的三角波頻率為1080Hz，正弦波頻率為50Hz

圖23IGBT通過的電流圖24逆變器輸出a相波形圖25逆變器輸出b相波形圖26逆變器輸出c相波形圖27逆變器輸出相電壓基波有效值6.3脈沖發(fā)生器模塊的三角波頻率為1560Hz，正弦波頻率為50Hz圖28IGBT通過的電流圖29逆變器輸出a相波形圖30逆變器輸出b相波形圖31逆變器輸出c相波形圖32逆變器相電壓基波有效值7結(jié)論通過本次三相電壓型SPWM逆變器（如圖11）的建模[14]和仿真過程，說明Matlab/Simulink有良好的用戶界面和模型結(jié)構(gòu)，尤其是POWERSYSTEMBROWER[15]為電氣系統(tǒng)的仿真和科研提供了非常大的便利。在逆變器模型中，直流電壓為250v，頻率為50Hz；三相串聯(lián)RL負(fù)載模塊為星型連接，電阻為2歐姆，電感為0.01亨利。通過Simulink仿真：（1）在日常的生產(chǎn)生活中，為了擬制SPWM逆變器的輸出諧波，可以選擇適當(dāng)?shù)妮d波頻率或者注入適當(dāng)頻率的諧波，以消除高次諧波。（2）Ua.Ub,Uc為三相互差120°，幅值相同（負(fù)載的電流波形結(jié)論相同）。（3）圖19、20、21中Ua、Ub、Uc為逆變器輸出電壓的波形，呈正弦狀，直流電逆變成交流電。（4）隨著載波頻率f的增加，逆變器可以輸出逐漸規(guī)則的調(diào)制波，當(dāng)f繼續(xù)增大，波形起伏較大，同時(shí)可以觀察出，IGBT的電流也受f改變的影響（5）鑒于以上仿真分析，逆變器可以用于電源在直流和交流之間的轉(zhuǎn)化（6）在生產(chǎn)中，正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）變頻調(diào)速在電機(jī)調(diào)速中發(fā)揮重要作用本文通過探究不同頻率載波對三相電壓型SPWM逆變器輸出波形的影響，探索抑制逆變器輸出電壓中的高次諧波，改善逆變器輸出電壓（電流）的波形的方法，為三相電壓型SPWM逆變器在生產(chǎn)生活的應(yīng)用提供依據(jù)。參考文獻(xiàn)：[1]李允先，陳剛.電力電子技術(shù)[M].第1版.北京：中國電力出版社，2007:81-101[2]胡拓宇.三相電壓型SPWM逆變器的仿真.中國知網(wǎng)[J],2011,(17)：1-2[3]李華德.交流調(diào)速控制系統(tǒng)[M].第1版.北京：電子工業(yè)出版社，2003：1-10[4]胡崇岳.現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)[M].第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001:15-40[5]王兆安,黃俊.電力電子技術(shù)[M].第4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002：68-85[6]賀益康.交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真[M].第2版.杭州：浙江大學(xué)出版社,1993:75-120[7]鄭錦聰，莊鎮(zhèn)嘉.MATLAB進(jìn)階[M].第1版.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社,1999:37-62[8]何曦光，彭利坤，趙冰化.基于SPWM調(diào)制技術(shù)的三相電壓型逆變器的性能研究.中國知網(wǎng)[J],2012,(1):1-3[9]陳堅(jiān).電力電子學(xué)[M].第2版.北京：高等教育出版社，2002:37-94[10]熊光愣，沈被娜，宋安瀾.控制系統(tǒng)仿真及模型處理[M].第1版.北京：科學(xué)出版社,1993:106-130[11]杜欣,林飛.電力電子應(yīng)用技術(shù)的Matlab仿真[M].第1版.北京：中國電力出版社，2009：26-30[12]陳懷璨，黃道君.控制系統(tǒng)CAD及MATLAB語言[M].第1版.北京：電子工業(yè)出版社,1996:45-78[13]黃忠霖.控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真[M].第1版.北京：國防工業(yè)出版社,2001:50-88[14]皇金鋒,董鋒斌.三相電壓型PWM逆變器的建模研究.中國知網(wǎng)[J],2011,(4):1-2[15]薛定宇，陳陽泉.基于MATLAB/SIMULINK的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].第2版.北京：清華大學(xué)出版社,2002:84-11附錄本文是對三相電壓型SPWM逆變器進(jìn)行仿真，利用Matlab軟件中的Simulink仿真系統(tǒng)建立三相電壓型SPWM逆變器仿真模型，并對其輸出電壓和電流波形進(jìn)行仿真分析。通過仿真結(jié)果的分析，探究抑制SPWM逆變器的輸出諧波，消除高次諧波，改善輸出壓和電流波形的方法。根據(jù)不同頻率的載波仿真結(jié)果的比較和分析，選擇適當(dāng)?shù)妮d波頻率或者注入適當(dāng)頻率的諧波，可以達(dá)到改善輸出波形的目的。SPWM控制技術(shù)，在日常的生產(chǎn)生活中有著非常廣泛的應(yīng)用，特別是在電力電子技術(shù)中的一個(gè)分支——電力拖動(dòng)中，正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）變頻調(diào)速有其獨(dú)特的用武之地，不僅提升了生產(chǎn)效率，而且為人民的生產(chǎn)生活帶來便利。目前，這項(xiàng)技術(shù)還在不斷的發(fā)展和完善，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，SPWM技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，相信在不久的未來，SPWM控制技術(shù)必將在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。致謝本次的論文寫作是在***老師的精心指導(dǎo)下完成的。在本次論文寫作過程中，他的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，對廣大青年學(xué)子的關(guān)愛和勤勤懇懇的敬業(yè)精神，都給我留下了深刻的印象。在*老師的幫助和指導(dǎo)下，我不僅順利的完成了我的畢業(yè)論文，而且對于電力電子本科目也有了更深刻的理解。在我即將結(jié)束我的論文，走入社會(huì)之際；我要對在我學(xué)習(xí)之路上給我關(guān)心和幫助的指導(dǎo)老師表示深深的感謝。謝謝您，老師！雖然我要走出校園，在社會(huì)上一個(gè)人走；但是，*老師您嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，踏實(shí)的工作態(tài)度，做事