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  • 基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究》》电工研究基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究温州医学院 朱 南 张理兵 叶卫川 徐俊佩逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。这里在研究单相桥式PWM逆变电路的...

    基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究

    》》电工研究

    基于MATLAB的单相PWM

    逆变电路的仿真研究

    温州医学院 朱 南 张理兵 叶卫川 徐俊佩

    逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。这里在研究单相桥式PWM逆变电路的理论基础上,采用Matlab的可

    【摘要】

    视化仿真工具Simulink建立单相桥式单极性控制方式下PWM逆变电路的仿真模型,通过动态仿真,研究了调制深度、载波频率

    对输出电压、负载上电流的影响;并分析了输出电压、负载上电流的谐波特性。仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型

    具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术教学和研究中提供了一种较好的辅助工具。

    Matlab/Simulink;PWM逆变电路;动态仿真;建模

    【关键词】

    1.引言 通断互补,V 和V 通断也互补,调   根据单极性PWM方式下的单相

    3 4

    在电力电子技术中,把直流 制信号ur为正弦波。PWM控制方式 全桥逆变电路的原理,建立仿真

    电变为交流电称为逆变。逆变电 采用单极性控制方式,在ur的半个 模型应包括主电路的仿真模型和

    路应用非常广泛,如在直流电源 周期内载波uc只在正极性或负极性 单极性SPWM控制信号的发生两部

    向交流负载供电时需要逆变电 一种极性范围内变化,所得的PWM 分。

    路;交流电动机调速用变频器、 波也只在单个极性范围变化。单   单极性SPWM信号的Simulink

    不间断电源、感应加热电源等电 极性PWM控制方式时的波形具体如 产生图的仿真模型如图3所示。由

    力电子装置的核心部分也是逆变 图2所示。在调制信号ur和载波信 “Clock”模块提供仿真时间t,

    电路。这里主要讨论单极性PWM 号uc 的交点时刻控制各开关器件 乘以2πf后再通过“sin”模块即

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  • -70-/2012.04/基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究温州医学院 朱 南 张理兵 叶卫川 徐俊佩【摘要】逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。这里在研究单相桥式PWM逆变电路的理论基础上,采用Matlab的可视...

    -70-

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    /2012.04/

    基于MATLAB的单相PWM

    逆变电路的仿真研究

    温州医学院 朱 南 张理兵 叶卫川 徐俊佩

    【摘要】逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。这里在研究单相桥式PWM逆变电路的理论基础上,采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立单相桥式单极性控制方式下PWM逆变电路的仿真模型,通过动态仿真,研究了调制深度、载波频率对输出电压、负载上电流的影响;并分析了输出电压、负载上电流的谐波特性。仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术教学和研究中提供了一种较好的辅助工具。【关键词】Matlab/Simulink;PWM逆变电路;动态仿真;建模

    1.引言

    在电力电子技术中,把直流电变为交流电称为逆变。逆变电路应用非常广泛,如在直流电源向交流负载供电时需要逆变电路;交流电动机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分也是逆变电路。这里主要讨论单极性PWM (脉冲宽度调制)控制方式的单相桥式逆变电路,并应用Matlab 的可视化仿真工具Simulink,对该电路进行建模,并对不同调制深度、载波频率情况下对输出电压、负载上电流进行了仿真分析,既加深了PWM逆变电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 本文中仿真软件采用MATALAB R2007a版本(MATLAB 7.4、Simu-link 6.6、SimPowerSystems 4.4版本)。

    2.电路构成及工作特点 采用IGBT作为开关器件的单相桥式PWM逆变电路如图1所示。设负载为阻感负载,工作时V 1和V 2

    通断互补,V 3和V 4通断也互补,调制信号u r 为正弦波。PWM控制方式采用单极性控制方式,在u r 的半个周期内载波u c 只在正极性或负极性一种极性范围内变化,所得的PWM 波也只在单个极性范围变化。单极性PWM控制方式时的波形具体如图2所示。在调制信号u r 和载波信号u c 的交点时刻控制各开关器件的通断。在u r 的正半周,V 1保持通态,V 2保持断态,当u r >u c 时使V 4导通,V 3关断,u o =U d ;当u r u c 时使V 3关断,V 4导通,u o =0,如图1、2所示。

    工程上对SPWM逆变器常采用

    电压平均值模型进行输出基波电

    压的计算。当载波u c 频率远高于输出电压u o 基频且调制深度(正弦调制信号与三角载波信号的幅值之比)m≤1时,可知输出基波电压u of 的幅值U 1m = m U d 。 3.建模及仿真 3.1 建模

    根据单极性PWM方式下的单相全桥逆变电路的原理,建立仿真模型应包括主电路的仿真模型和单极性SPWM控制信号的发生两部分。

    单极性SPWM信号的Simulink 产生图的仿真模型如图3所示。由“Clock”模块提供仿真时间t,乘以2πf后再通过“sin”模块即为sinωt,乘以调制深度m后可得

    dbc6d852e353ae33ee073f013954077e.png

    所需的正弦调制信号;三角载波

    图1 单相桥式PWM逆变电路

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    图2 单极性PWM控制方式波形

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  • 基于MATLAB的单相PWM逆变电路的仿真研究.pdf
  • 本资源为PWM控制技术用于逆变电路控制的Simulink仿真分析,包含单极性单相桥式PWM逆变电路仿真;双极性单相桥式PWM逆变电路;双极性三相桥式PWM逆变电路;电流跟踪控制PWM单相逆变电路。对于学习理解PWM控制技术具有...
  • MATLAB在单相桥式PWM逆变电路教学中的应用.pdf
  • 基于Simulink的单相pwm逆变器仿真模型,可以作为逆变器应用前期学习、Simulink仿真技术、pwm控制技术等学习的材料
  • 单相PWM逆变

    千次阅读 2020-10-11 17:03:16
    以上三个图,要求在仪器中可以观察到波形,并且使用的是什么仪器观察的,都要事先把原件找出来,放到电路里,不然自己找不到;都要在电路图中把观测仪器加进去; 频率特性曲线图需要设置才能看,设置步骤如下所示...

     

         1.要得到的开环,闭环频率特性曲线图;电压,电流外环的开环,闭环频率特性曲线图;输出阻抗的频率特性曲线图;

    以上三个图,要求在仪器中可以观察到波形,并且使用的是什么仪器观察的,都要事先把原件找出来,放到电路里,不然自己找不到;都要在电路图中把观测仪器加进去;

          频率特性曲线图需要设置才能看,设置步骤如下所示:

    其次,选择线性分析。Tools->Control Design ->Linear Analysis。如图2



    2 选择Linear Ansysis

     

    3 Control and Estimation Tools Manager窗口

    第三步,激动人心的时刻到了,哈哈。如果你是按照前面的步骤来的,那么这时候,你就应该可以直接画出bode图,在窗口的下方,将“Plot linear analysis result in a ”前面的方框打上勾,已打的就不用管了,再在后面的下拉框里选择“bode response plot”,即画output portinput port之间的bode图,再点击“Linearize Model”按钮,就OK了。其实除了bode图,还可以画其他很多响应曲线,比如step responseimpulse responseNyquist图等等,只需选择相应的step response plotinpulse response plot或者Nyquist plot等等。方法都是相同的。选择选择“bode response plot”,如图4所示。

     

    4 画出bode

    稍等片刻,便出现了图1output portinput portbode图了。是不是很简单?!

     

    5 modelbode

    至此,bode已经画完。如果此时还想看看step response或者Nyquist图,也是可以的。只需在bode图上右击,选择Plot Types->Step或者Nyquist等等,as you need!我们选择step,便会出现阶跃响应图。如图67所示。

     

    6 画阶跃响应

     

    7 显示阶跃响应

           上面的bode图和step response都没有网格,看着不精确,没关系。在图上右击,选择Grid,就能出现网格了。想要知道曲线上某点的坐标时,只需在该点上单击,就会显示出该点的坐标值。如图8a,8b

     

    8a


    8b 显示网格和曲线上的坐标

             关于图画里的操作,就介绍这么多,其他的功能自己去摸索。

           回到图3中的Control and Estimation Tools Manager窗口。在该窗口中,除了可以画bode图之外,还可以看到系统的状态方程、传递函数或者零极点方程。运行完“Linearize Model”后,单击左侧“Linearization Task”下的“Model”,在下方的下拉列表里选择“Zero Pole Gain”(也可以选择“State Space”或者“Transefer Funciton”),就能看到系统输入输出的零极点增益方程。如下图9

     

            9 查看系统输入输出之间的关系描述(状态议程、零极点增益、传递函数)

        通过Linear Analysis工具,我们可以得到很多关于系统的直观的或者非直观的信息,如bode图、Nyquist图、状态方程、传递函数等等。

     

         2.加负载后,要求分别加感性负载和阻性负载观察其负载的突变响应;波形要出来,示波器事先参数调好,包括是如何设置的;示波器参数的设置;并且要把器件放到电路图里

     

    加入负载

     

         3.实现线性负载到非线性负载的切换,,可以观察到双PI环节的非线性负载响应波形,具体是用什么示波器,,怎么观察到的,要在设计说明里面有;示波器器件要事先加到电路图里.

    实现线性负载到非线性负载的切换

     

        4.接下来是当加阻性满载时的电压电流波形以及THD;要求电压电流在一个示波器中显示,嵌套在一起;重点是THD是么使用matlab测试的,我不会用simulink里面的这个模块,希望可以把测试THD的这个模块和测试步骤和方法,参数的设置在设计说明里面写明;

         5.同样非线性负载时电压电流波形以及THD

     

         THD模块我们已经加入到simulink中了,

     

     

        6.要求说明如何确定滤波电路的电容和电感参数的,把确定参数的过程说明;

        7.PI环节的,内环,外环的传递函数参数的确定过程和计算方法要做详细说明;

    参数的具体计算,请参考我这次发你的那篇参考文献,

    一般我们在计算的时候,都是通过经验值确定的,理论只是提供一个参考值。

    展开全文
  • 利用matlab中sinlink搭建了电力电子中的双极性PWM单相全桥电路,仿真结果令人满意
  • 三电平pwm逆变电路matlab
  • 采用ijbt作为开关器件的单相桥式电压逆变电路,通过此电路能直观的观察到我们想要获取的结果 采用ijbt作为开关器件的单相桥式电压逆变电路,通过此电路能直观的观察到我们想要获取的结果
  • 单相全桥逆变电路仿真实验报告单相全桥逆变电路仿真实验报告
  • 基于Matlab/Simulink 的电压型单相全桥逆变电路【摘要】学习电压型单相全桥逆变电路的工作原理,了解单电压型相全桥电路的工作特性。直流、交流电功率变换称为逆变,了解直流、交流电功率交换的基本原理,学会观察方...

    基于Matlab/Simulink 的电压型单相全桥逆变电路

    【摘要】学习电压型单相全桥逆变电路的工作原理,了解单电压型相全桥电路的工作特性。直流、交流电功率变换称为逆变,了解直流、交流电功率交换的基本原理,学会观察方波运行模式下的电压型和电流型逆变器的特征,输出电压大小和波形的PWM控制基本原理。逆变器的输入是直流电,输出为交流电。交流输出电压基波频率和幅值都应能调节控制,输出电压中除基波成分外,还可能含有一定和幅值的谐波。利用MATLAB中的Simulink对电压型单相全桥逆变电路模型进行电路仿真。

    关键词:电压型逆变电路;逆变器;Simulink

    [abstract] learning single-phase voltage type bridge inverter circuit principle of work,

    understand single phase voltage type bridge circuit working characteristic. Dc, ac inverter power

    transformation called, understand dc, ac power exchange, the basic principle of square wave

    learn how to observe operating modes of the voltage type and characteristics of current-mode

    inverter, output voltage size and waveform of PWM control basic principle. Inverter input is the

    direct current, output for alternating current. Ac output voltage base wave frequency and

    amplitude are should be able to adjust control, output voltage except base wave components

    outside, still may contain certain and amplitude of the harmonic. MATLAB for single-phase

    voltage type of Simulink inverter circuits of the whole bridge circuit emulation model.

    Keywords: voltage type inverter circuits; Inverter; Simulink

    引言

    逆变电路 所谓逆变,就是与整流相反,把直流电转换成某一固定频率或可变频率的交流电(DC/AC)的过程。

    当把转换后的交流电直接回送电网,即交流侧接入交流电源时,称为有源逆变;而当把转换后的交流电直接供给负载时,则称为无源逆变。通常所讲的逆变电路,若不加说明,一般都是指无源逆变电路。

    1. 电压型逆变器的原理图

    当开关S1、S4闭合,S2、S3断开时,负载电压uo为正;当开关S1、S4断开,S2、S3闭合时,uo为负,如此交替进行下去,就在负载上得到了由直流电变换的交流电,uo的波形如图7.4(b)所示。输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比。这样就实现了直流电到交流电的逆变。

    2. 电压型单相全桥逆变电路

    它共有4个桥臂,可以看成由两个半桥电路组合而成。

    两对桥臂交替导通180°。

    输出电压和电流波形与半桥电路形状相同,幅值高出一倍。

    改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。

    输出电压定量分析

    uo成傅里叶级数

    基波幅值

    基波有效值

    当uo为正负各180°时,要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现

    可采用移相方式调节逆变电路的输出电压,称为移相调压。各栅极信号为180o正偏,180o反偏,且T1和T2互补,T3和T4互补关系不变。T3的基极信号只比T1落后q ( 0

    MATLAB 仿真

    Simulink组建电路模型及实验结果

    电压型全桥逆变电路结构图:

    阻感性质下的仿真:

    T1 T4的脉冲信号:

    T2 T3的脉冲信号:

    带电阻情况下

    Ia Vab 波形

    电感负载下的Ia波形

    Vab波形

    阻感负载时

    RL负载电流波形

    输入电流Id的波形

    分析:

    在直流电源电压Vd一定时

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  • 单相PWM整流电路的控制思路

    千次阅读 2019-09-22 23:03:23
    逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就形成了PWM整流电路。通过对PWM整流电路进行控制,使其输入电流非常接近正弦波,且和输入电压同相位,则功率因数近似为1。因此,PWM整流电路也称单位功率...
  • 单相全桥逆变电路工作过程

    千次阅读 2019-06-17 11:01:00
    单相全桥逆变电路及有关信号波形如图3-20所示,VT1、VT4组成一对桥臂,VT2、VT3组成另一对桥臂,VD1~VD4为续流二极管,VT1、VT2基极加有一对相反的控制脉冲,VT3、VT4基极的控制脉冲相位也相反,VT3基极的控制脉冲...

空空如也

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单相pwm逆变电路