【正文】 XXX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基于 PSPICE 的三相 SPWM 逆變器設(shè)計(jì) 院 系： 電力與自動(dòng)化工程學(xué)院 專業(yè)年級(jí)： 自動(dòng)化 專業(yè) XXX 屆 學(xué)生姓名： XXX 學(xué)號(hào)： XXX 指導(dǎo)教師： XXX XXX 年 6 月 22 日 基于 PSPICE 的三相 SPWM 逆變器設(shè)計(jì) 【摘 要】 與整流相對(duì)應(yīng)，把直流電變成交流電稱為逆變。逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可分為兩種：直流側(cè)是電壓源的稱為 電壓型逆變電路；直流側(cè)是電流源的稱為電流型逆變電路。本文通過利用 PSPICE 設(shè)計(jì)分析三相 DC/AC 逆變器 PWM 控制電路的方法。重點(diǎn)介紹了方波運(yùn)行模式下電壓型逆變器的特性，輸出電壓大小和波形的 PWM 控制基本原理。給出了基于雙極性倍頻正弦脈沖寬度調(diào)制法的 DC/AC 逆變器的仿真實(shí)例，所謂調(diào)制法，即把希望輸出的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波，通過信號(hào)波的調(diào)制得到所期望的 PWM 波形。并應(yīng)用到《電力電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)中，取得了良好的效果。 關(guān)鍵詞： 逆變； PSPICE；仿真；調(diào)制法； PWM 基于 PSPICE 的三相 SPWM 逆變器設(shè)計(jì) 【 Abstract】 Corresponds with the rectifier, the DC into alternating current called the inverter. DC power inverter circuit according to the different nature can be divided into two types: DC voltage source is known as voltagetype inverter circuit。 DC current source is known as the circuit of current mode. In this paper, design and analysis using PSPICE phase DC / AC inverter PWM control circuit method. Focuses on the squarewave operation mode, the characteristics of inverter output voltage waveform of the PWM control of the size and basic principles. Multiplier is presented based on a unipolar sinusoidal pulse width modulation of the DC / AC inverter simulation example, the socalled modulation, that is the desired output waveform as the modulation signal, the received signal modulation as a carrier wave by signal get the desired modulation PWM waveform. And applied to the Power Electronics experiment, and achieved good results. Key Words: Inverter。 PSPICE。 simulation。 modulation。 PWM 目錄 基于 PSPICE 的三相 SPWM 逆變器設(shè)計(jì) 1 引言 ................................................................1 2 ORCAD PSPICE........................................................4 . ORCAD PSPICE 簡介 ................................................4 ORCAD PSPICE 的特點(diǎn) ...........................................5 啟動(dòng) Capture 環(huán)境 .............................................6 項(xiàng)目管理程序的顯示內(nèi)容 .......................................8 放置一般電路元件 .............................................9 如何翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)原件 ..........................................10 3 電壓型逆變電路 .....................................................11 . 全橋逆變電路 ...................................................11 . 三相電壓型逆變電路 .............................................13 4 三相 SPWM 逆變器 ....................................................20 . PWM 控制技術(shù) ....................................................20 PWM 控制的基本原理 ...........................................20 . SPWM 控制技術(shù) ...................................................21 . SPWM 逆變電路及其控制方法 .......................................22 單相橋式 PWM 逆變電路 .........................................22 三相橋式 SPWM 型逆變電路 ......................................25 5 總結(jié) ...............................................................35 . 結(jié)論 ...........................................................35 . 三相 SPWM 逆變器的展望 ..........................................36 致謝 .................................................................37 參考文獻(xiàn) .............................................................38 基于 PSPICE 的三相 SPWM 逆變器設(shè)計(jì) 1 1 引言 逆變器是 將直流變?yōu)槎l定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電的變換器。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。廣泛適用于空調(diào)、家庭影院、電動(dòng)砂輪、電動(dòng)工具、縫紉機(jī)、DVD、 VCD、電腦、電視、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、冰箱，錄像機(jī)、按摩器、風(fēng)扇、照明等 。 逆變器的作用：逆變器就是一種將低壓（ 12 或 24 伏或 48 伏）直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20 伏交流電的電子設(shè)備。因?yàn)槲覀兺ǔＪ菍?220 伏交流電整流變成直流電來使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得名。我們處在一個(gè) “ 移動(dòng) ” 的時(shí)代，移動(dòng)辦公，移動(dòng)通訊，移動(dòng)休閑和娛樂。在移動(dòng)的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給 的低壓直流電，同時(shí)更需要我們?cè)谌粘－h(huán)境中不可或缺的 220 伏交流電，逆變器就可以滿足我們的這種需求。 逆變器的分類：一類是正弦波逆變器，另一類是方波逆變器。正弦波逆變器輸 出的是同我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娋W(wǎng)一樣甚至更好的正弦波交流電，因?yàn)樗淮嬖陔娋W(wǎng)中的電磁污染。方波逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時(shí)產(chǎn)生，這樣，對(duì)負(fù)載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。同時(shí)，其負(fù)載能力差，僅為額定負(fù)載的 4060%，不能帶感性負(fù)載。如所帶的負(fù)載過大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負(fù)載中的容性 電流增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞負(fù)載的電源濾波電容。針對(duì)上述缺點(diǎn)，近年來出現(xiàn)了準(zhǔn)正弦波（或稱改良正弦波、修正正弦波、模擬正弦波等等）逆變器，其輸出波形從正向最大值到負(fù)向最大值之間有一個(gè)時(shí)間間隔，使用效果有所改善，但準(zhǔn)正弦波的波形仍然是由折線組成，屬于方波范疇，連續(xù)性不好。總的來說，正弦波逆變器提供高質(zhì)量的交流電，能夠帶動(dòng)任何種類的負(fù)載，但技術(shù)要求和成本均高。準(zhǔn)正弦波逆變器可以滿足我們大部分的用電需求，效率高，噪音小，售價(jià)適中，因而成為市場中的主流產(chǎn)品。方波逆變器 的制作采用簡易的多諧震蕩器，其技術(shù)屬于 50年代的水平，將 逐漸退出市場。 傳統(tǒng)方法是利用晶閘管組成的方波逆變電路實(shí)現(xiàn)，但由于其含有較大成分低次諧波等缺點(diǎn)，近十余年來， 由于電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，全控型快速半導(dǎo)體器件 BJT， IGBT， GTO 等的發(fā)展和 PWM 的控制技術(shù)的日趨完善，使 SPWM 逆變器得以迅速發(fā)展并廣泛使用。 PWM 控制技術(shù)是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷把直流電壓變成電壓脈沖列，并通過控制電壓脈沖寬度和周期以達(dá)到變壓目的或者控制電壓脈沖寬度和脈沖列的周期以達(dá)到變壓變頻目的的一種控制技術(shù)， SPWM 控制技術(shù)又有許多種，并且還在不斷發(fā)展中，但從控制思想 上可分為四類，即等脈寬 PWM 法，正弦波 PWM 法（ SPWM 法），磁鏈追蹤型 PWM 法和電流跟蹤型 PWM 法，其中利用 SPWM 控制技術(shù)做成的 SPWM 逆變器具有以下主要特點(diǎn)： 基于 PSPICE 的三相 SPWM 逆變器設(shè)計(jì) 2 （ 1）逆變器同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)不受中間直流環(huán)節(jié)濾波器參數(shù)的影響。 （ 2）可獲得比常規(guī)六拍階梯波更接近正弦波的輸出電壓波形，低次諧波減少，在電氣傳動(dòng)中，可使傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈沖的大大減少，擴(kuò)大調(diào)速范圍，提高系統(tǒng)性能。 （ 3）組成變頻器時(shí)，主電路只有一組可控的功率環(huán)節(jié)，簡化了結(jié)構(gòu)，由于采用不可控整流器，使電網(wǎng)功率因數(shù)接近 于 1，且與輸出電壓大小無關(guān)。 所謂的 SPWM 波形就是與正弦波形等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形，等效的原則是每一區(qū)間的面積相等。把一個(gè)正弦波分作幾等分，然后把每一等分的正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用一個(gè)與此面積相等的矩形脈沖來代替，矩形脈沖的幅值不變，各脈沖的中點(diǎn)與正弦波每一等分的中點(diǎn)相重合，這樣由幾個(gè)等幅不等寬的矩形脈沖所組成的波形就與正弦波等效，稱作 SPWM 波形。 上述原理可以稱之為面積等效原理，它是 PWM 控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。 與計(jì)算法相對(duì)應(yīng)的是調(diào)制法，即把希望輸出的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào) 制的信號(hào)作為