【正文】 r QL（positive var）：感性無功，設(shè)為 100Var6）Inductive reactive powe QC（negative var）：容性無功，設(shè)為 0（7）powergui：用于電路和系統(tǒng)分析的工具，其模塊的外形封裝形式和屬性對話框（a）、（b）所示。設(shè)定“采樣時間”參數(shù)為宜個比 0 大的值。Signal Number（信號編號）：指定“輸入（Input） ”參數(shù)選項(xiàng)中被選為輸入信號的編號。當(dāng)選擇“bar（relative to specified base） ”選項(xiàng)時，將使 FFT 分析結(jié)果被顯示為相對于某特定的基準(zhǔn)頻率的條線圖；該選項(xiàng)中的特定基準(zhǔn)頻率，是由“基準(zhǔn)值（Base value） ”參數(shù)選項(xiàng)來決定的。1Base value（基準(zhǔn)值）：指定所有顯示諧波的基準(zhǔn)頻率值1Disply（顯示）：顯示所選測量量的快速傅里葉分析結(jié)果（8）DiscretePWM Generator：離散PWM發(fā)生器，是為GTO、IGBT等自關(guān)斷器件提供門極驅(qū)動PWM信號。因?yàn)?DiscretePWM Generator 的三角載波幅值為 1Frequency of output volatage：調(diào)制波基波頻率Phase of output voltage：調(diào)制波基波相位，單位為度（9）Discrete SV PWMGenerator：離散希沃特的 PWM 發(fā)生器，在仿真中的作用是產(chǎn)生 SVPWM 方式的控制脈沖觸發(fā)通用橋式的門極，其圖標(biāo)集參數(shù)設(shè)置對話框圖 （a）、（b）所示。此外的調(diào)制深度仍然在 0 和 1 之間。（a）圖 相電壓、A 相電壓、B 相電流、AB 間線電壓和直流電流（b） 圖 相電壓、A 相電壓、B 相電流、AB 間線電壓和直流電流打開 powergui 中的 FFT 分析欄，對波形進(jìn)行 FFT 分析，分析其諧波含量，F(xiàn)FT 分析結(jié)果如圖 所示。其仿真圖如圖 所示。圖 逆變器 m=1 時的諧波分析圖從仿真波形圖和諧波分析圖中可以看出，當(dāng)調(diào)制深度 m=1 時，輸出線電壓的幅值為530V，即直流電壓，說明直流電壓利用率達(dá)到了 100%，諧波分布主要在開關(guān)頻率的倍數(shù)處，其中開關(guān)頻率處含量較大。調(diào)制深度 m 設(shè)為 1，輸出基波頻率設(shè)為 50Hz，載波頻。 比較圖 和圖 不難看出：SVPWM 較 SPWM 的直流電壓利用率高，THD 較小，低次諧波較少。將仿真時間設(shè)為 ，在 powergui 中設(shè)置為離散仿真模式采樣時間為 ，運(yùn)行后得仿真結(jié)果，相電流如圖 （a）所示，A 相電壓、A 相電流、AB 間線電壓和直流電流波形如圖 （b）所示。 電壓空間矢量 SVPWMSVPWM 控制信號由 “Discrete SV PWM Generator“模塊生產(chǎn)。2）Chopping frequency：開關(guān)頻率3）Output voltage【Mag（0,M1） phase（deg） freq（Hz） 】：調(diào)制深度、相位、基波頻率（10）Scope：示波器，其作用是測量器件輸出電壓、電流的波形，示意圖如圖（a）所示，（b）所示，（a）（b）圖 示波器示意圖及波形觀測窗口圖 參數(shù)設(shè)置窗口具體參數(shù)設(shè)置如下所述：點(diǎn)擊示波器的波形觀測窗口，打開 parameters，改變number of axes 的數(shù)值就可改變示波器的觀測對象 基于 SPWM 的逆變器仿真SPWM 控制信號由“Discrete PWM Generator”產(chǎn)生，三相負(fù)載的有功為 1KW，感性無功為 500Var，額定電壓為 413V，額定功率為 50HZ，直流電源的幅值為 530V。分別輸入電壓空間矢量的 軸分量或其幅值、角度。（a）圖 離散 PWM 發(fā)生器符號及參數(shù)設(shè)置對話框（b）圖 離散 PWM 發(fā)生器符號及參數(shù)設(shè)置對話框其參數(shù)設(shè)置如下所示1）Generator Mode：發(fā)生器模式，2）Carrier frequency：SPWM 的三角載波頻率，單位為 Hz3）Internal generation of modulating singnal：是否選用內(nèi)部調(diào)制信號，如果不選中，則門極信號端口需接外部的控制信號，外接信號數(shù)目應(yīng)該和變流器的開關(guān)數(shù)目相對應(yīng)，幾個驅(qū)動信號組成一個向量接入變流器；如果選中該項(xiàng)，則在該對話框中自定義調(diào)制波的幅度和頻率，即需要對以下參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；Modulation index（0M1）：調(diào)制度，即調(diào)制波基波的最大值。or DC） ”選項(xiàng)時，將使 FFT 分析結(jié)果，被顯示為相對于基波頻率量或者直流量而言的脈沖序列。Fundamental frequency（基波頻率）：指定 FFT 分析的基波頻率Max Frequency（最大頻率）：指定 FFT 分析的最大頻率Frequency Axis（頻率坐標(biāo)軸）：當(dāng)選擇“赫茲（Hz） ”選項(xiàng)時，則表示以 Hz 來顯示 FFT 分析結(jié)果；當(dāng)選擇“諧波次序（Harmonic order） ”選項(xiàng)時，則表示以相對于基波頻率的諧波次序來顯示 FFT，分析結(jié)果Display style（顯示類型）：選擇“bar（relative to Fund。Structure（結(jié)構(gòu)）：列出呈現(xiàn)在工作空間的時間結(jié)構(gòu)變量（是由示波器模塊設(shè)定置）Input（輸入）：選擇“Structure”參數(shù)選項(xiàng)中被選為時間結(jié)構(gòu)變量，作為輸入信號。1）Discretize electrical model：離散化電氣模型，如果選擇此項(xiàng)，電力系統(tǒng)模塊將在離散化的模型下進(jìn)行仿真分析和計(jì)算，其采樣時間由采樣時間（Sample time）參數(shù)項(xiàng)給定。（a）（b）圖 三相 RLC 串聯(lián)負(fù)載符號及參數(shù)對話框參數(shù)設(shè)置如下所述。選擇橋臂中所使用的電力電子器件，可以選擇二極管、晶閘管、GTO/Diodes、MOSFET/Diodes、IGBT/Diodes、理想開關(guān)。分別代表一個橋臂、兩個橋臂、三個橋臂，各自包含 2 個開關(guān)器件、4 個開關(guān)器件、6 個開關(guān)器件。（a）(b)圖 直流電壓源符號及參數(shù)設(shè)置對話框（2）Current Measurement；電流測量，其是測量電路中流經(jīng)某個器件的電流值。工具箱是 MATLAB 函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。 6） 實(shí) 用 的 程 序 接 口 和 發(fā) 布 平 臺 ： 　新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 編譯器和C/C++數(shù)學(xué)庫和圖形庫，將自己的 MATLAB 程序自動轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于 MATLAB 運(yùn)行的 C 和 C++代碼。另外新版本的 MATLAB 還著重在圖形用戶界面（GUI）的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動畫和表達(dá)式作圖。在計(jì)算要求相同的情況下，使用 MATLAB 的編程工作量會大大減少。 3） 強(qiáng) 大 的 科 學(xué) 計(jì) 算 機(jī) 數(shù) 據(jù) 處 理 能 力 ： MATLAB 是一個包含大量計(jì)算算法的集合。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序（M 文件）后再一起運(yùn)行。隨著 MATLAB 的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級，MATLAB 的用戶界面也越來越精致，更加接近 Windows 的標(biāo)準(zhǔn)界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡單。 它 將 數(shù) 值 分 析 、 矩 陣 計(jì) 算 、 科 學(xué) 數(shù) 據(jù) 可 視 化 以 及 非 線 性動 態(tài) 系 統(tǒng) 的 建 模 和 仿 真 等 諸 多 強(qiáng) 大 功 能 集 成 在 一 個 易 于 使 用 的 視 窗 環(huán) 境 中 ， 為 科 學(xué) 研究 、 工 程 設(shè) 計(jì) 以 及 必 須 進(jìn) 行 有 效 數(shù) 值 計(jì) 算 的 眾 多 科 學(xué) 領(lǐng) 域 提 供 了 一 種 全 面 的 解 決 方 案 ，并 在 很 大 程 度 上 擺 脫 了 傳 統(tǒng) 非 交 互 式 程 序 設(shè) 計(jì) 語 言 （ 如 C、 Fortran） 的 編 輯 模 式 ，代 表 了 當(dāng) 今 國 際 科 學(xué) 計(jì) 算 軟 件 的 先 進(jìn) 水 平 。表 輸出電壓矢量組合方式所在的扇區(qū)XUSVPWM 的 7 段工作模式1 , , , , , ,0U1221U02 , , , , , ,3733 , , , , , ,04404 , , , , , ,5755 , , , , , ,0U66U06 , , , , , ,171其特點(diǎn)如下。?圖 空間電壓矢量的分解與合成將 在 和 兩個方向上進(jìn)行矢量分解，就可以得到 的兩個分矢量，分別標(biāo)注xU12 xU為 和 通過簡單的推導(dǎo)可得1xU2 ????????sin32)6co(1XXU（）如果調(diào)制深度 M 定義為 2/dXU?（）那么式（）又可以寫為 ????????sin32)6co(1MUdX（）前面已經(jīng)講到， 實(shí)際上就是逆變器 6 個非零矢量的幅值，也就是 和 的幅d32 1U2值，因此式（）又可以寫成 ????????sin)6co(21MUdX（）將 按照式（）的計(jì)算結(jié)果分為 ， ， 共三部分，即t?1t20t ??????????210221sin)6co(ttMUtttX??（）如果 作用的時間 本身很小，那么在該時間段內(nèi)， 總的作用效果就可以用xUt xU和 和零矢量 分時作用效果之和來近似等效，即有120 02121( tUttUtXX ??????（）可見，通過控制逆變器輸出矢量 和 以及零矢量作用時間之比例，就可以在一個12相對較小的時間間隔內(nèi)，近似等效和成所需要的輸出矢量 。 如果在某個時間間隔 內(nèi)，逆變器的輸出電壓空間矢量恒定為 ，根據(jù)t? )7~0(?x式（） ，交流電機(jī)定子磁鏈空間矢量 的運(yùn)動規(guī)律可表達(dá)為s? （）0xstU??在 內(nèi)，如果 ， 將沿著與 相同的方向勻速運(yùn)動，且運(yùn)動的速率與t?0?xU成正比；如果 ，則 停止運(yùn)行。61~U dU32其余的兩個矢量 和 的幅值都為 0，稱為零電壓矢量空間，簡稱為零矢量。如用 , , 分別表示逆變器的三個橋臂的狀態(tài)，并規(guī)定當(dāng)上橋臂開關(guān)器件導(dǎo)通ASBC而下橋臂開關(guān)器件截止時橋臂狀態(tài)為 1。定子磁鏈空間矢量 的運(yùn)動方向始1?s?終與定子電壓空間矢量 的方向相同。SR 由于定子電阻一般較小，除非供電頻率很低，定子電阻壓降在定子電壓中所占有的比例往往很小，在大多數(shù)情況下都可以忽略。 SVPWM 的基本原理SVPWM 的基本原理可以從交流電機(jī)電壓空間矢量、磁鏈空間矢量以及電流空間矢量的概念出發(fā)進(jìn)行推導(dǎo)和分析。同步調(diào)制是指調(diào)制波和載波的比值等于常數(shù)，在調(diào)節(jié)調(diào)制波頻率的同時調(diào)節(jié)載波頻率，此方法雖然使得逆變器輸出的三相波形在正、負(fù)半波上有嚴(yán)格的對稱，但是在低頻控制時，會出現(xiàn) SPWM 的脈沖太少，從而加大了諧波分量，不適合低頻控制；異步調(diào)制法是指載波頻率固定不變，只改變調(diào)制波的頻率進(jìn)行調(diào)制，它雖然解決了同步調(diào)制在低頻時所產(chǎn)生的諧波分量較大的缺陷，但由于它造成了輸出三相波在正負(fù)半波的不對稱，從而會加大電機(jī)運(yùn)行的不平穩(wěn)性。圖 中線電壓 UV 即 U 相與 V 相之間的線電壓的波形。由于后者的實(shí)現(xiàn)和控制更為簡單，因此絕大多數(shù)三相逆變器都采用這種方法。為此三相 SPWM最基本的設(shè)計(jì)原則之一就是，用于產(chǎn)生三相 SPWM 脈沖的三個正弦調(diào)制信號，即圖 中的 U 相調(diào)制波、V 相調(diào)制波、W 相調(diào)制波。產(chǎn)生原理是采用一組等腰三角波信號（載波）與正弦波信號（調(diào)制波）通過比較器進(jìn)行比較，其交點(diǎn)作為晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷時刻，當(dāng)調(diào)制波（正弦波）大于載波（三角波）時，逆變橋的晶閘管導(dǎo)通，反之，則關(guān)斷，逆變器就產(chǎn)生一組等幅不等寬的脈沖序列。（ 1） SPWM法 ： SPWM(Sinusoidal PWM)法 是 一 種 比 較 成 熟 的 ,目 前 使 用 較 廣 泛 的PWM法 .前 面 提 到 的 采 樣 控 制 理 論 中 的 一 個 重 要 結(jié) 論 :沖 量 相 等 而 形 狀 不 同 的 窄 脈 沖 加在 具 有 慣 性 的 環(huán) 節(jié) 上 時 ,其 效 果 基 本 相 同 .SPWM法 就 是 以 該 結(jié) 論 為 理 論 基 礎(chǔ) ,用 脈 沖 寬度 按 正 弦 規(guī) 律 變 化 而 和 正 弦 波 等 效 的 PWM波 形 即 SPWM波 形 控 制 逆 變 電 路 中 開 關(guān) 器 件 的通 斷 ,使 其 輸 出 的 脈 沖 電 壓 的 面 積 與 所 希 望 輸 出 的 正 弦 波 在 相 應(yīng) 區(qū) 間 內(nèi) 的 面 積 相 等 ,通 過 改 變 調(diào) 制 波 的 頻 率 和 幅 值 則 可 調(diào) 節(jié) 逆 變 電 路 輸 出 電 壓 的 頻 率 和 幅 值 .該 方 法 的 實(shí)現(xiàn) 有 以 下 幾 種 方 案 . 1） 等 面 積 法 ： 該 方 案 實(shí) 際 上 就 是 SPWM法 原 理 的 直 接 闡 釋 ,用 同 樣 數(shù) 量 的 等 幅 而不 等 寬 的 矩 形 脈 沖 序 列 代 替 正 弦 波 ,然 后 計(jì) 算 各 脈 沖 的 寬 度 和 間 隔 ,并 把 這 些 數(shù) 據(jù) 存于 微 機(jī) 中 ,通 過 查 表 的 方 式 生 成 PWM信 號 控 制 開 關(guān) 器