【正文】 （33）升壓斬波電路的輸出電壓高于電源電壓。（2）：設(shè)置元件參數(shù)。逆變電路是PWM控制技術(shù)最為重要的應(yīng)用場(chǎng)合。按照計(jì)算結(jié)果控制逆變電路中的各開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通，就可以得到所需要的PWM波形，這就是計(jì)算法。 圖38 三相橋式SPWM型逆變電路SPWM是PWM中的一中，就是說(shuō)當(dāng)調(diào)制信號(hào)為正弦波時(shí)，所得到的就是SPWM。 圖39 三相SPWM逆變器仿真模擬第四章 基于SIMULINK的電力電子應(yīng)用系統(tǒng)建模 基于SPWM的交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng) SPWM 變頻調(diào)速是交流調(diào)速系統(tǒng)中較為常用且較為有效的一種調(diào)速方式。SPWM各脈沖幅值相等．所以逆變器可由恒定的直流電源供電，另外，SPWM波形與正弦波等效，這樣使負(fù)載電機(jī)可在近似正弦波的交變電壓下運(yùn)行，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，提高了系統(tǒng)的性能。實(shí)際系統(tǒng)中的給定積分器起軟起動(dòng)作用，避免起動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的沖擊，在仿真系統(tǒng)中則可忽略這個(gè)問(wèn)題，可將給定積分器省略。模塊的輸出即調(diào)制后的三相正弦波與三角波的輸出比較放大后．得到系統(tǒng)所需的SPWM波。故三相正弦波角頻率為0．5*wh，一秒后變?yōu)?．75*wb．值由0．5變?yōu)?．75。而是以純粹的數(shù)字來(lái)體現(xiàn)的電壓電流。將轉(zhuǎn)子中a、b、e三相短接．就構(gòu)成一臺(tái)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)．該模塊的參數(shù)設(shè)為默認(rèn)值，額定電壓為220V。通過(guò)運(yùn)算模塊可以觀察電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速、定子電流、轉(zhuǎn)子電流、轉(zhuǎn)矩等的變化情況。系統(tǒng)主回路選用IGBT作為開(kāi)關(guān)器件，為了減少輸出電壓的諧波，逆變電源輸出接有串聯(lián)諧振濾波電路，如圖43 圖43 ACDCAC系統(tǒng)框圖系統(tǒng)是由ACDC和DCAC兩部分組成，60 Hz的交流電通過(guò)整流器送到逆變器，再由逆變器的輸出經(jīng)過(guò)LC濾波器供電給一個(gè)交流負(fù)載。根據(jù)以上建立仿真模型如圖45，設(shè)置參數(shù)： 圖45 ACDCAC PWM 變換器SIMULINK模型圖46 電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)SPWM信號(hào)發(fā)生器采用Matlab/PSB/Extra/Discrete Control Block 中的離散PWM發(fā)生器，調(diào)制信號(hào)選擇外部調(diào)制方式。SIMULINK允許用戶(hù)定制和創(chuàng)建自己的模塊。啟動(dòng)仿真后，SIMULINK通過(guò)鼠標(biāo)操作就可以實(shí)現(xiàn)在線修改參數(shù)、改變仿真算法、暫停/繼續(xù)或停止仿真，不需其它復(fù)雜的操作。ode23: RungeKutta二、三階算法。odes:定步長(zhǎng)的ode45解法。選擇仿真算法時(shí)要考慮如下幾個(gè)因素：精度，求解速度，能否自啟動(dòng)，執(zhí)行時(shí)間。設(shè)置的仿真參數(shù)如下：，數(shù)值算法采用0de15。整流電壓平均值（見(jiàn)圖524）與計(jì)算值Ud=*220* cos30= 相符。圖521 三相電壓波形圖 圖522 整流輸出的電流波形圖 圖523 整流輸出的電壓波形圖圖524 整流輸出電壓平均值 圖525 整流變壓器二次側(cè)A相電流波圖525 整流變壓器二次側(cè)A相電流波 斬波電路的仿真結(jié)果及分析 降壓斬波電路的仿真結(jié)果及分析IGBT的開(kāi)關(guān)頻率為5khz。從圖中可以看到在IGBT關(guān)斷時(shí)，電感電流經(jīng)電阻負(fù)載和二極管形成環(huán)路，使電阻兩端波形連續(xù)，但是電壓的波動(dòng)很大，增大電感可以減少輸出電壓的脈動(dòng)，但是要增加電感的體積。并且在測(cè)量中選擇了電壓和電流，這是為便于通過(guò)多路測(cè)量器觀測(cè)IGBT承受的電壓和電流，為選擇IGBT參數(shù)提供依據(jù)。圖531 SPWM波形圖531為系統(tǒng)輸出的SPWM波形．，．在一秒前后．SPWM波形有明顯變化，由于系統(tǒng)采用異步調(diào)制．一秒前．正弦波的幅值與頻率較低．與三角波比較后產(chǎn)生的SPWM 在一個(gè)周期內(nèi)的脈沖個(gè)樹(shù)比一秒后所產(chǎn)生的脈沖個(gè)數(shù)多。在起動(dòng)時(shí)．由于轉(zhuǎn)速尚未建立．即電動(dòng)機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)幾乎為零．可以從圖中看到在過(guò)渡過(guò)程中轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)非常大。而只能選擇固定步長(zhǎng)的參數(shù)。利用MATLAB提供的資源和調(diào)試工具，就可在計(jì)算機(jī)上完成仿真實(shí)驗(yàn)，便于用戶(hù)實(shí)現(xiàn)仿真分析研究。已經(jīng)很好的達(dá)到了逆變的要求第六章 總結(jié)MATLAB仿真技術(shù)在這次電力電子電路仿真的設(shè)計(jì)中已經(jīng)很好的體現(xiàn)出了它的優(yōu)點(diǎn)。 ACDCAC PWM 變換器電路的仿真結(jié)果及分析此系統(tǒng)采用的是數(shù)字PI控制策略，所以閉環(huán)控制部分是離散系統(tǒng)，但開(kāi)換主電路卻是連續(xù)系統(tǒng)，因此整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)離散和連續(xù)系統(tǒng)的混合體。圖532 輸出轉(zhuǎn)矩波形圖533 輸出轉(zhuǎn)速波形系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩波形如圖532所示，．m．系統(tǒng)運(yùn)行到1秒時(shí)．．電動(dòng)機(jī)輸入的三相SPWM電壓增加，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩增大， N．m不變，轉(zhuǎn)子加速(見(jiàn)圖533)。選擇三角波頻率僅為600HZ，這樣觀察電壓波形比較清楚，實(shí)用頻率要高的多。圖528 二極管兩端電壓圖529 降壓變流器輸出電壓圖5210 IGBT電流5211 二極管電流 升壓斬波電路的仿真結(jié)果及分析觀察仿真結(jié)果，從圖5213圖可見(jiàn)，選擇的參數(shù)已能滿(mǎn)足要求，輸出電壓達(dá)到400V。圖528所示為二極管兩端的電壓，從圖中可以看到，在二極管導(dǎo)通的瞬間由于電感di/dt作用使二極管兩端電壓出現(xiàn)尖峰。圖525圖527示分別是整流器交流側(cè)的電流波形。將圖521所示的三相電壓波形與圖522和523電壓和電流波形相比較。本文中所建的系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜許多，如選用ode45算法，執(zhí)行速度相當(dāng)慢，為了加快運(yùn)行速度，選用了定步長(zhǎng)的odes算法，選用這種算法還有一種考慮，那就是在真實(shí)系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)元件有最小開(kāi)關(guān)時(shí)間的限制，在模型中采用定步長(zhǎng)的算法，可以解決這一問(wèn)題。ode3:定步長(zhǎng)的ode23解法。odel5s:可變階次的NDF:算法，是次ode45該選的方法。如果模型全部是離散的，定步長(zhǎng)和變步長(zhǎng)都采用Discrete算法，如果含有連續(xù)狀態(tài)，對(duì)于定步長(zhǎng)和變步長(zhǎng)供選擇的算法是不同的，下面將其中常用的算法簡(jiǎn)要說(shuō)明一下。由基本模塊又形成了其它的一些專(zhuān)用庫(kù)，MATLAB中提到的工具箱，很多在SIMULINK中都形成了專(zhuān)用模塊庫(kù)，仿真起來(lái)簡(jiǎn)單快捷，尤其是其中的電氣系統(tǒng)模塊庫(kù)(Power System Blockser)，可以使直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真變得容易。SIMULINK界面友好，它為用戶(hù)提供了用方框圖進(jìn)行建模的圖形接口，用戶(hù)建模通過(guò)簡(jiǎn)單的單擊和拖動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)，使得建模就像用紙和筆來(lái)畫(huà)畫(huà)一樣容易。模型中最關(guān)鍵的部分就是電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖44所示圖44 電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制，采用數(shù)字PI控制策略，數(shù)字PI的輸入信號(hào)是主電路輸出電壓取樣信號(hào)，此信號(hào)是從利用PSB庫(kù)的子庫(kù) Extra Library 中的 Measurement 子庫(kù)中的3phase VI measurement 模型的電壓測(cè)量端取得的，由于仿真的電路是三相逆變電源，實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)輸出電壓值，應(yīng)考慮同時(shí)取樣三相電壓信號(hào)，通過(guò)一定的運(yùn)算，把它轉(zhuǎn)化為一維或二維的信號(hào)，降低所要處理信號(hào)的復(fù)雜性，同時(shí)又不丟失國(guó)有的特征信息，轉(zhuǎn)化后的信號(hào)與參與信號(hào)比較并進(jìn)行數(shù)字PI調(diào)節(jié)，最后把數(shù)字PI輸出的信號(hào)還原成PWM的控制信號(hào)。根據(jù)以上建立MATLAB/SIMUL