【正文】 、計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，促進(jìn)了脈寬調(diào)制控制技術(shù)的發(fā)展。利用仿真技術(shù)分析系統(tǒng)響應(yīng)與參數(shù)間的關(guān)系，正確指導(dǎo)控制系統(tǒng)調(diào)試。PSPICE最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠把仿真與電路原理圖的設(shè)計緊密的結(jié)合在一起。Saber是一種功能更為強(qiáng)大的電子和電力仿真軟件，它可以仿真電力電子元件、電路和系統(tǒng)；不僅具有PSPICE的功能，還能結(jié)合數(shù)學(xué)控制方程模塊實(shí)現(xiàn)仿真。針對目前電力電子仿真軟件的各自特點(diǎn)和電力電子研究的需要，大型科學(xué)計算與仿真軟件配備了電力系統(tǒng)工具包,這使得MATLAB可以用于電力電子仿真。本文采用PSPICE對DC/AC逆變器進(jìn)行了瞬態(tài)特性分析。其軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖11 所示。而后它改進(jìn)規(guī)成為SPICE2標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在世面上的SPICE兼容軟件皆基于SPICE2標(biāo)準(zhǔn)。歷年來經(jīng)過多次改版，以其強(qiáng)大的功能及高度的集成性而成為現(xiàn)今個人電腦上最受歡迎的電路仿真軟件。2）完整的Probe觀測功能在觀測仿真結(jié)果方面，OrCAD PSpice提供了一個Probe程序來協(xié)助用戶快速而精準(zhǔn)地觀察電路特性，另外它也提供了軟件測量的功能，可以測量出各式各樣基本與衍生的電路特性數(shù)據(jù)，讓用戶能夠輕易地判斷出電路是否合乎要求。3）各種完整的高級仿真功能除了基本的偏壓點(diǎn)分析（Bias Point Detail）、直流掃描分析（DC Sweep）、交流掃描分析（AC Sweep）、暫態(tài)分析（Transient Analysis）之外，更包含有溫度分析（Temperature Analysis）、參數(shù)分析（Parametric Analysis）、傅立葉分析（Fourier Analysis）、蒙地卡羅分析（Monte Carlo Analysis）、最差情況分析（Worst Case Analysis）、噪聲分析（Noise Analysis）、性能分析（Performance Analysis）等等更進(jìn)一步的分析工具。5）模擬行為模型提供了一個簡便的方式去仿真一塊尚未完成或是極復(fù)雜的子電路。 啟動Capture環(huán)境畫面左下方有一個縮小化的Session Log窗口，它是一個負(fù)責(zé)顯示Capture操作流程或是錯誤信息的窗口。請如圖23 在Name 欄內(nèi)輸入范例項目的名稱“三相逆變電路”，然后在Location 欄內(nèi)輸入本項目要儲存的磁盤文件夾路徑。如果我們將鼠標(biāo)光標(biāo)在某個工具欄按鈕或控制面板上停留一會兒，將會出現(xiàn)一個簡短的功能描述。也就是說，有關(guān)于OrCAD文件的操作最好都在項目管理程序完成，以確保項目結(jié)構(gòu)完無一失。在Design Resources文件夾中又分Asn文件夾、Library文件夾。Outputs文件夾內(nèi)主要放置一些電路圖后續(xù)處理所產(chǎn)生的輸出文件，譬如DRC文件、網(wǎng)路表（Netlist）文件、元件清單文件等等。圖26　Place Part對話框如果我們要放置一個電阻元件（元件名稱為R）到繪圖頁內(nèi)，首先請在Libraries欄的元件庫列表內(nèi)選好這個元件所在的元件庫文件名，譬如圖26中就是選擇了ANALOG元件庫。也可以使用鍵盤來操作，左右翻轉(zhuǎn)可按【H】鍵，上下翻轉(zhuǎn)可按【V】鍵，逆時針旋轉(zhuǎn)可按【R】鍵或【Ctrl+R】鍵。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。把橋臂1和橋臂4作為一對，橋臂2和3作為另一對，成對的兩個橋臂同時導(dǎo)通，兩對交替各導(dǎo)通。是一個半波對稱的基函數(shù)：（31）其中基波的幅值和基波有效值分別為：（32）（33）前面分析的都是為正負(fù)電壓各為的脈沖時的情況。因為和同時導(dǎo)通，所以輸出電壓為零。以后的過程和后面類似。在為零的期間，4個橋臂均不導(dǎo)通，負(fù)載也沒有電流。在0≤＜期間，當(dāng)為負(fù)值時，二極管導(dǎo)電；當(dāng)為正值時，全控型開關(guān)器件導(dǎo)電。　三相電壓型逆變主電路三相橋式逆變電路實(shí)際應(yīng)用很廣泛，圖33是電壓型橋式逆變電路。每次換流都是在同一相上下兩個橋臂之間進(jìn)行的，因此也被稱為縱向換流。圖34　導(dǎo)電波形圖35　導(dǎo)電波形圖36　導(dǎo)電波形負(fù)載參數(shù)已知時，可以由的波形求出a相電流的波形。電感=時，電流的工作波形如圖37所示：圖37　電流的工作波形電感=時，電流的工作波形如圖38所示：圖38　電流的工作波形由此可以得出：越大時，的變化率越小。由圖38，等效電阻：=+====== （36）同一個相階梯波，若將時間坐標(biāo)的取在階梯波中點(diǎn)M，縱坐標(biāo)y位于波形的M點(diǎn)上，則該階梯波的瞬時值為：圖38　、導(dǎo)通等值電路按圖39中依序標(biāo)號的開關(guān)器件，其驅(qū)動信號彼此間相差，每個開關(guān)管的驅(qū)動信號持續(xù)，在任何時刻都有三個開關(guān)管同時導(dǎo)通[6]?，F(xiàn)在大量應(yīng)用的逆變電路中，絕大部分都是PWM型逆變電路。這里所說的效果基本相同，是指環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形基本相同。圖中e(t)為電壓窄脈沖，其形狀和面積分別如圖41a、b、c、d所示，為電路的輸入。脈沖越窄，各i(t)波形的差異也越小。把圖43a的正弦波分成N等分，就可以把正弦波看成是由N個彼此相連的脈沖序列所組成的波形。如果按同一比例的正弦規(guī)律改變圖43b中所有矩形脈波的寬度，則可以成比例地調(diào)控輸出電壓中的基波電壓數(shù)值。如果給出了逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)，PWM波形中各脈沖的寬度和間隔就可以準(zhǔn)確計算出來。通常采用等要三角波作為載波，因為等腰三角波上任一點(diǎn)的水平寬度和高度成線性關(guān)系且左右對稱，當(dāng)它與任何一個平緩變化的調(diào)制信號波相交時，如果在交點(diǎn)時刻對電路中開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，就可以得到寬度正比于信號波幅值的脈沖，這正好符合PWM控制的要求。設(shè)負(fù)載為阻感負(fù)載，工作時V1和V2通斷狀態(tài)互補(bǔ)，V3和V4的通斷狀態(tài)也互補(bǔ)。在負(fù)載電流為負(fù)的區(qū)間，仍為V1和V4導(dǎo)通時。圖44　單相橋式PWM逆變電路控制V3和V4通斷的方法如圖45所示。在的負(fù)半周，V1保持?jǐn)鄳B(tài)，V2保持通態(tài)，當(dāng)＜時使V3導(dǎo)通，V4關(guān)斷，=；當(dāng)＞時使V3關(guān)斷，V4導(dǎo)通，=0。圖44的單相橋式逆變電路在采用雙極性控制方式時的波形如圖46所示。在的正負(fù)半周，對各開關(guān)器件的控制規(guī)律相同。圖47　三相橋式SPWM型逆變電路圖48中三角形高頻載波V1幅值為、頻率為，三相調(diào)制參考信號正弦電壓為VVV4。驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)。內(nèi)部電路如圖49所示。(2) 體積小，器件多采用雙列直插封裝，具有單通道、雙通道以及多達(dá)八通道等多種結(jié)構(gòu)，使用十分方便。反相比例器：輸入信號加入反相輸入端，電路如圖411所示。V2(t)、V3(t)、V4(t)再與頻率和幅值都固定的雙極性三角載波電壓V1(t)相比較產(chǎn)生驅(qū)動信號控制6個全控型開關(guān)器件的通、斷狀態(tài)，從而控制逆變器輸出的三相交流相電壓的瞬時值。當(dāng)V2＜V1時，給以導(dǎo)通信號，給以關(guān)斷信號，則=/2。電路的波形如圖所示。如果電壓調(diào)節(jié)器為調(diào)節(jié)器，則可使穩(wěn)態(tài)時保持實(shí)際輸出電壓基波等于指令值，即當(dāng)電源電壓改變或負(fù)載改變而引起輸出電壓偏離指令值時，通過電壓閉環(huán)控制可使輸出電壓跟蹤并保持為指令指。逆變電路的輸出通常要接LC濾波器，濾除逆變電路輸出電壓中的高次諧波而使負(fù)載電壓接近正弦波。SPWM波形中所含的諧波主要是角頻率為的諧波。 三相SPWM逆變器的展望在高性能全數(shù)字控制的交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)中,通常采用數(shù)字脈寬調(diào)制方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬脈寬調(diào)制。近年來,一種新的脈寬調(diào)制技術(shù),即空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM 技術(shù)在交流驅(qū)動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,相應(yīng)的數(shù)字計算方法形成的空間矢量脈寬調(diào)制信號與傳統(tǒng)的三角波—正弦波比較獲得的脈寬調(diào)制SPWM 信號相比,有更多優(yōu)點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1] M. L. Abell, The Maple V Handbook. New York: AP Professional,1994:19431948 [2] 賈新章．ORCAD／Pspice9實(shí)用教程[M]．第1版．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999，20（12）：711[3] 高文煥，汪惠．模擬電路的計算機(jī)分析與設(shè)計一Pspice程序應(yīng)用[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1999，6（5）：8794[4] 王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003，48（5）：711[5] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)一運(yùn)動控制[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，34（5）：640644[6] 范正翹．電力傳動與自動控制系統(tǒng)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003，40（1）：4750[7] 賈正春,馬志源. 電力電子學(xué)[M]. 北京：中國電力出版社，2001：13[8] Muhammad H Rashid主編．電力電子技術(shù)手冊[M]．陳建業(yè)等譯．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，39（2）：444456[9] X. Wang,“Advances in pulse width modulation techniques,”. dissertation,Dept. of Elect. Eng., McGill Univ., Montreal, QC, Canada,Mar. 1993，3630: 874883[10] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社，1999：112 36