【正文】 制方法有單極性和雙極性之分。所為單極性控制方式，就是在信號波 Ut 的半個周期內三角波載波 Uc 只在正極性或負極性一種極性范圍內變化，所得到的 PWM 波形也只在單個極性范圍變化的控制方式，和單極性 PWM 控制方式相對應的是雙極性控制方式。其雙極性 PWM 控制方式圖如圖 23所示。在 Ut的正 負半周，對各個開關器件的控制規(guī)律相同。 SPWM 逆變電路屬于電力電子器件的應用系統，因此，一個完整的 SPWM 逆變電路應該由控制電路、驅動電路和以電力電子器件為核心的主電路組成。本次課程設計任務要求設計三相電壓源型逆變電路，輸出 PWM 電壓波形等效為正弦波，因而信號波采用正弦波，載波采用最常用的等腰三角形。 方案一（電壓型逆變）：直 流側為電壓源， 采用 并聯 大電容器來緩沖無功功率，則構成電壓型 逆變 器 。N 。電流型 逆變電路 則為電流波形為矩形波電壓波形為近似正弦波 。 SPWM 采樣方法選擇 方案一 (自然采樣法 )： 自 然采樣法以正弦波為調制波 ， 等腰三角波為載波進行比較 ，在兩個波形的自然交點時刻控制開關器件的通斷 ， 這就是自然采樣法 。 圖 27 規(guī)則采樣法 方案選擇： 規(guī)則采樣法是對自然采樣法的改進 ,其主要優(yōu)點就是是計算簡單 ， 便于在線實時運算 ，尤其是利用軟件生成 SPWM 系統。2?2? 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統 》課程設計說明書 11 3 部分電路設計 IGBT 三相橋式逆變 電路 圖 31是 三相 逆變器 的主電路 設計圖。三角載波信號 CU 是共用的，分別與每相參考電壓比較后，給出 “ 正 ” 或 “ 零 ” 的飽和輸出，產生 SPWM 脈 沖序列 波。WNU的 PWM 波形只有 /2dU? 兩種電平。 VN39。 1/3) dU 和 0 共 5 種電平組成。死區(qū)時間會給輸出的 PWM 波帶來影響，使其稍稍偏離正弦波。＋ 5V 再送到內部（或外部）電路的其他元器件作為電源。 調制波及載波的產生 正弦波信號 tu 由函數發(fā)生器 ICL8038 產生。 ICL8038 的引腳圖如圖 35 所示 ： 1 14 2 13 3 12 4 11 5 10 6 9 7 8 SIN ADJ1 SIN OUT TRI OUT DF ADJ1 DF ADJ2 V+ FMBLAS NC NC SIN ADJ2 V C SO OUT FMIN 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統 》課程設計說明書 14 圖 35 ICL8038 引腳圖 載波可以是等腰三角波或者鋸齒波，由于 SG3524 可以直接產生鋸齒波，所以，直接用 SG3524 本身產生的鋸齒波作為載波即可。邏 輯輸入采用施密特觸發(fā)電路，以提高抗干擾能力。 IR2110 的最大不足是不能產生負偏壓，由于密勒效應的作用，在開通與關斷時，集電極與柵極間電容上的充放電電流很容易在柵極上產生干擾。因此，濾波電容的選取原則是在保證輸出電壓的 THD 滿 足要求的情況下，取值盡量小。但亦不可武漢理工大學《電力電子 裝置及系統 》課程設計說明書 16 太低，否則容易產生低頻振蕩。 W _ I NV _ INU _ IN UVWNT1T2T3+C 1 71 0 0 0 u F /1 5 0 V+ C 1 81 0 0 0 u F /1 5 0 VR 3 05 .1 kR 2 95 .1 k2 2 0 V 圖 39 變壓器升壓電路 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統 》課程設計說明書 17 4 系統元件有關參數的計算 在電路中輸入為 220V直流電壓 ，輸出為 220V交流電壓 ，輸出功率為 WP 3000? ，功率因數設為 1cos ?? 。 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統 》課程設計說明書 19 5 基于 matlab 的原理仿真 在具體電路設計之 前，本次設計先利用 MATLAB 進行仿真驗證，其仿真主體框圖如圖 51所示。其中一路開關的 SPWM 波形如圖 52所示。 并且通過繪制電路圖了解并熟悉了 Altium Designer 的使用。同時我加強了我的基于 DSP 設計的能力。 平時我們只學習了理論知識，沒有將理論知識運用于實踐中，當然在實驗課上，也鍛煉了自己的動手能力。當然，光靠平時所學的知識完成本次課程設計還是有一定難度的，因此，課設中存在許多障礙，這些阻礙都是我知識點的漏洞，為我敲響了警鐘。今后，在學習 中，我要端正自己武漢理工大學《電力電子 裝置及系統 》課程設計說明書 23 的態(tài)度努力學習，只有這樣我們才能 真正的掌握好知識，才能在實際中熟練的運用我們所學的知識。 本次課設 讓我 知道自己平時學習的不足 ，明白了自己哪里欠缺。課程設計為我們提供 了這樣的機會。在本次設計中，查閱許多逆變器方面的資料，有感先進的功率器件及逆變控制器件對電力電子技術進步的推動作用，大大簡化設計，極大提高系統的可靠性，達到以往設計無法達到的技術指標。在部分電路的設計過程中， SPWM 信號發(fā)生器與驅動電路部分都是理論課上沒有學習過的，因此，在這一部分遇到了很大的麻煩，最后通過查閱資料，和同學討論，設計出這兩個模塊的電路。 圖 53 濾波前輸出電壓波形 其經過三相 LC 濾波器濾波后的三相輸出電壓波形如圖 54所示。 圖 51 系統仿真框圖 通過圖中的 Measure 模塊（即電壓測量模塊）得到三相電壓值，然后經過 Voltage regulartor 塊，其內部是采用的 PI 控制器控制方式，得到所需要的正弦波。因此，最低次諧波的頻率 武漢理工大學《電力電子 裝置及系統 》課程設計說明書 18 Hzf 1 9 9 5 050)12 0 02( ????? 以選 1/10為例，選濾波電感為 1mH，則 L、 C濾波電容為 FLC ?? 1101 1)1 9 952 1(1 632 ???????? ? 變壓器參數設計 變壓器參數計算： 單個變壓器輸出功率為： 2 1000PW? 單個變壓器輸入功率： 21 1 1 1000* 1 0 5 2 . 60 . 9 5PP U I W?? ? ? ? 式中η為變壓器的效率，這里取 變壓器的額定功率為 : 12 10 00 10 52 .6 10 26 .322PPPW? ?? ? ? 一次側電流為： 1111 0 5 2 .61 .2 * 8 .11 5 5 .6PI K AU? ? ? 式中 K 是變壓器空載電流大小決定的經驗系數，容量越小的變壓器， K 越大，一般選~。由于輸入的直流電位 220V，故其基波最大的峰峰值為 220V，相電壓最大有效值為 ,而設計要求輸出為 220Vrms，故需要加入升壓變壓器。由于變壓器出來的 SPWM 波含有較多基波外的雜波，故需加 LC 濾波器濾除雜波得到正弦信號波。 LC 濾波 濾波電容 C的作用是和濾波電感 L一起來濾除輸出電壓中的高次諧波，保證輸出電壓的 THD 要求，從減小輸出電壓 THD 的角度考慮， C越大越好。 1234567891011121314IR2110C1R2D?C2R1控制及保護電路HINSDLINi1UssLOCOMIccIsIbHOVccIdc=500V 圖 36 IR2110 構成的驅動電路