單相逆變器spwm調(diào)制技術(shù)的仿真--華東交通大學(xué)-文庫(kù)吧資料
2024-11-18 04:11本頁面
【正文】 15；調(diào)制深度為 仿真分析 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 2 0 0 1 0 00100200輸入頻率為 5 0 h z 載波比為 1 5 調(diào)制深度為 0 . 9 5 仿真分析負(fù)載電壓t/sU/V0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 1 0 0 5 0050100負(fù)載電流t/sI/A 負(fù)載電壓傅里葉分析： 華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 17 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 5 0050S e l e c t e d s i g n a l : 3 c y c l e s . F F T w i n d o w ( i n r e d ) : 2 c y c l e sT i m e ( s )0 500 1000 1500 202001234F r e q u e n c y ( H z )F u n d a m e n t a l ( 5 0 H z ) = 8 0 . 3 8 , T H D = 8 . 2 2 %Mag (% of Fundamental)0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 2 0 00200輸入頻率為 5 0 h z 載波比為 2 0 調(diào)制深度為 0 . 9 5 仿真分析負(fù)載電壓t/sU/V0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 1 0 00100負(fù)載電流t/sI/A負(fù)載電流傅里葉分析： （ 3） 頻率為 50hz；載波比為 20；調(diào)制深度為 仿真分析 華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 18 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 1 0 00100S e l e c t e d s i g n a l : 3 c y c l e s . F F T w i n d o w ( i n r e d ) : 2 c y c l e sT i m e ( s )0 500 1000 1500 20200510152025F r e q u e n c y ( H z )F u n d a m e n t a l ( 5 0 H z ) = 9 4 . 8 3 , T H D = 5 7 . 4 8 %Mag (% of Fundamental)0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 5 0050S e l e c t e d s i g n a l : 3 c y c l e s . F F T w i n d o w ( i n r e d ) : 2 c y c l e sT i m e ( s )0 500 1000 1500 202001234F r e q u e n c y ( H z )F u n d a m e n t a l ( 5 0 H z ) = 8 0 . 3 7 , T H D = 7 . 3 0 %Mag (% of Fundamental)負(fù)載電壓傅里葉分析： 負(fù)載電流傅里葉分析： 華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 19 由 上面變載波比，變調(diào)制深度可以有下述結(jié)論， 輸出電壓基波幅值與調(diào)制深度成正比。 異步調(diào)制 ***—— 載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不同步的調(diào)制方式。 圖 5單極性 PWM 控制方式 圖 6 雙極性 PWM 控制方式 華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 12 D i s c r e t e ,T s = 1 e 0 0 6 s .p o w e r g u igAB+U n i ve r s a l B r i d g eD JX P W MS u b s ys t e mS e r i e s R L C B r a n chS co p e2M u l t i m e t e rD C V o l t a g e S o u r cei+C u r r e n t M e a s u r e m e n t? 其中：載波比 —— 載波 頻率 fc 與調(diào)制信號(hào)頻率 fr 之比 N，既 N = fc / fr 調(diào)制度――調(diào)制波幅值 Ar 與載波幅值 Ac 之比，即 Ma＝ Ar/Ac 同步調(diào)制 —— N 等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步。uca=ucua)時(shí)，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。 調(diào)制波與載波的 交點(diǎn)決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓 (uab=uaub。 (2)單極性調(diào)制的工作特點(diǎn)：每半個(gè)周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個(gè)逆變器件中，只有一個(gè)器件按脈沖系列的規(guī)律時(shí)通時(shí)通時(shí)斷地工作，另一個(gè)完全截止；而在另半個(gè)周期內(nèi)，兩個(gè)器件的工況正好相反，流經(jīng)負(fù)載 ZL 的便是正、負(fù)交替的交變電流。 (b)單極性 SPWM法 (1)調(diào)制波和載波：曲線 ② 是正弦調(diào)制波，其周期決定于需要的調(diào)頻比 kf，振幅值決定于 ku,曲線 ① 是采用等腰三角波的載波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于 ku=1 時(shí)正弦調(diào)制波的振幅值，每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同 (即單極性 )。 O ? t U d U d 華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 10 圖 4 雙極性 SPWM 控制方式波形 SPWM 控制方式 (a)SPWM 包括單極性和雙極性兩種調(diào)制方法， （ 1）如果在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波只在正 或負(fù)的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的 SPWM 波也只處于一個(gè)極性的范圍內(nèi)，叫做單極性控制方式。 SPWM調(diào)制技術(shù)才孕育而生。如果把這些脈沖序列用相同數(shù)量的等幅不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點(diǎn)和相應(yīng)正弦波部分的中點(diǎn)重合，且使矩形脈沖和相應(yīng)的正弦波部分面積（沖量）相等，就可得到圖 2所示的脈沖序列，這就是 PWM波形。 華東交通大學(xué)課程設(shè)計(jì) 9 a)矩形脈沖 b)三角脈沖 c)正弦半波脈沖 d)單位脈沖函 圖 2 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 圖 2 圖 3 分析如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個(gè)正弦半波。 PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)是面積等效原理，即：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(shí)，其效果基本相同。常用的 PWM 技術(shù)主要包括：正弦脈寬調(diào)制 (SPWM)、選擇諧波調(diào)制（ SHEPWM）、電流滯環(huán)調(diào)制（ CHPWM）和電壓空間矢量調(diào)制（ SVPWM）。三角載波和正弦調(diào)制波相互調(diào)制產(chǎn)生 四路脈沖信號(hào)分別給六個(gè) IGBT提供觸發(fā)信號(hào)。通過仿真研究可以得到有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大量、充分而且直觀的曲線與數(shù)據(jù)，方便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、改進(jìn)。 Simulink 仿真，具有以下特點(diǎn) 電力電子電路 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的 Simulink 仿真，具有以下特點(diǎn)： （ 1）仿真研究方法簡(jiǎn)單、靈活、多樣。 分析仿真結(jié)果：使用 Scopes 可以觀察仿真結(jié)果。建立模型后，設(shè)定每個(gè)模塊參數(shù)。 電力電子電路的 Simulink 仿真流程如下： 數(shù)學(xué)建模階段 —— 模型轉(zhuǎn)換階段 —— 運(yùn)行仿真階段 —— 分析仿真結(jié)果 數(shù)學(xué)建模階段：將實(shí)際對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 用微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程或結(jié)構(gòu)圖等方式描述出來。啟動(dòng)仿真后， SIMULINK 通過鼠標(biāo)操作就可以實(shí)現(xiàn)在
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