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  • 三相逆变电路matlab仿真.docx 三相逆变电路仿真 姓 名: 朱龙胜 班 级: 电气 1102 学 号: 11291065 日 期: 2014 年 6 月 6 日 指导老师: 郭希铮 北 京 交 通 大 学计算机仿真技术作业六 题目:三相逆变电路仿真 ...

    41528d3028836879cd698677c3999917.gif三相逆变电路matlab仿真.docx

    三相逆变电路仿真 姓 名: 朱龙胜 班 级: 电气 1102 学 号: 11291065 日 期: 2014 年 6 月 6 日 指导老师: 郭希铮 北 京 交 通 大 学计算机仿真技术作业六 题目:三相逆变电路仿真 直流电压 530V;逆变器用 Universal Bridge 模块,器件选 IGBT;逆变器输出电压频率 50Hz;负载用阻感负载,电阻 10 欧姆,电感 5 毫亨,三相星接。 驱动信号可用 6 个 Pulse Generator 产生,移相 60 度 输出电压频率为 50Hz 1、180°导电模式仿真: 驱动信号可用 6 个 Pulse Generator 产生,相互移相 ;仿真时间 0.2s,算法 60° ode23tb,最大步长限制为 0.1ms 。 建立仿真模型如下图所示 530V g A B C + - Universal Bridge a b c A B C Three-Phase Series RLC Branch 3 Multimeter Ua Ua Ut Ia Ia Uab Uab Uab1 |u| ∠ u Fourier 1 337.4 Magnitude 1 0.0008846 Phase 1 |u| ∠ u Fourier 5 67.4 Magnitude 5 0.003681 Phase 5 |u| ∠ u Fourier 7 48.12 Magnitude 7 0.006186 Phase 7 1 2 3 4 5 6 [A] Goto [A] From Ug Continuous powergui (1)记录 a 相电压波形; (2)记录 a 相电流波形; (3)记录 ab 线电压波形; 如下图所示 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 -400 -200 0 200 400 Time/s U a /V U a 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 -40 -20 0 20 40 Time/s I a /A I a 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 -1000 -500 0 500 1000 Time/s Uab/V Uab (4)用 Extra Library/Measurements/Fourier 模块计算 a 相电压的基波、5 次谐波、7 次谐 波幅值,并与理论公式对比。对相电压进行傅里叶分解得到下式 𝑈 𝑎𝑛 = 2𝑈 𝑑 𝜋 ( sin 𝜔𝑡 + 1 5 sin 5𝜔𝑡 + 1 7 sin 7𝜔𝑡 + 1 11 sin 11𝜔𝑡 + ⋯ ) 对线电压进行傅里叶分解得到下式 𝑈 𝑎𝑛 = 2 3𝑈 𝑑 𝜋 ( sin 𝜔𝑡 + 1 5 sin 5𝜔𝑡 + 1 7 sin 7𝜔𝑡 + 1 11 sin 11𝜔𝑡 + ⋯ ) a相基波电压幅值: U a = 2U 𝑑 𝜋 = 0.637U 𝑑 = 337.41𝑉 a相5 次谐波电压幅值: U a5 = U 𝑎 5 = 67.48𝑉 a相7次谐波电压幅值: U a5 = U 𝑎 7 = 48.2𝑉 谐波次数 U ah 理论值(V) U ah 测量值(V) 1(基波) 337.41 337.4 5 次谐波 67.48 67.4 7 次谐波 48.2 48.12 方波逆变器( ) 的特点 𝛼 = 180° (1) 只能调频,直流电压恒定时不能调压 (2) 谐波较大 (3) 直流电压利用率不高 2、SPWM 三相逆变器仿真: 采用离散系统仿真,在命令行窗口中输入 powerlib, 将其中的“powergui”模块拖到仿真 界面中,双击并选为离散仿真模式(discretize electrical model),本题中采样时间可设为 1e-6 秒; 用 Extra Library/discrete control blocks/discrete PWM generator 模块产生 PWM 信号, ;选择 三相桥式电路,载波频率设为 1kHz,调制度 0.9,频率 50Hz;仿真时间 0.1 秒即可。 530V g A B C + - Universal Bridge a b c A B C Three-Phase Series RLC Branch 3 Multimeter Ua Ua Ut Ia Ia Uab Uab1 |u| ∠ u Fourier 1 238.5 Magnitude 1 -0.02561 Phase 1 |u| ∠ u Fourier 5 0.09003 Magnitude 5 -23.19 Phase 5 |u| ∠ u Fourier 7 0.1403 Magnitude 7 -165.5 Phase 7 [A] From Discrete, Ts = 1e-06 s. powergui [A] Goto Ug P PWM Generator (2-Level) Uab THD THD 0.7963 THD1 (1)记录 a 相电压波形; (2)记录 a 相电流波形; (3)记录 ab 线电压波形;0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -400 -200 0 200 400 Time/s U a /V U a 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -40 -20 0 20 40 Time/s I a /A I a 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 -1000 -500 0 500 1000 Time/s Uab/V Uab (4)在观察 ab 线电压波形的示波器中,将数据以“structure with time”格式保存在工作空 间。 (5)双击“powergui”模块,单击“FFT Analysis”按钮,打开谐波分析界面。上面的子窗口 显示电压波形,选择起始时间为 0.04 秒,两个周期,频率 50Hz,最大频率 5000Hz ,画出 ab 线电压的频谱图,并与理论分析对比,指出谐波分布的特点。 输出谐波的频率为 𝑓 = 𝑛 𝜔 𝑐 + 𝑘 𝜔 𝑟, 𝜔 𝑐 为载波频率,𝜔 𝑟, 调制波频率,其中 𝑘 = { 6𝑚 + 1,𝑚 = 0,1,… 6𝑚 ‒ 1,𝑚 = 1,2,… 由上式可知,在载波频率的整数倍处的高次谐波不再存在。SPWM 的谐波分布带有明 显的“集簇性” ,也就是一组一组地集中分布于载波频率的整数倍频两侧,而且在每一组谐 波中,随着 k 的增大,即远离该组谐波的中心,则谐波幅值通常减小。另外,由于 3 的整 数倍次谐波属于零序分量,

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  • Pspice三相逆变电路

    2014-12-10 18:37:20
    Pspice三相逆变电路仿真,亲测有效。根据本人之前学习的时候在网上搜索的资源来看,网上的Pspice三相逆变电路大多是不能用的。这个我自己搭建的,亲测有效,完美波形。由于文件太大,我上传两个压缩包,需要一起下载...
  • 用的是Matlab2018b版本。普通的三相逆变电路,加电流滞环控制。最简单的一种控制方法。适合初学者学习
  • 针对电力电子电路传统开关函数模型只描述电路的控制变迁而忽略了电路的条件变迁,可能导致电路动态信息...详细研究了电力电子电路控制序列的求解算法及实现过程,并以三相逆变电路为例验证了控制方法的可行性与有效性。
  • 三相逆变电路SPWM波形,可应用与三相桥,频率45-55Hz可以,当然可以自己设置,改变程序中的TIM1_period值即可,采样点360个,亲测有效
  • 给大家共享,SPWM程序,在三相逆变电路中合理使用,可以应用在太阳能发电中
  • 三相逆变器硬件设计资料,包含低通滤波、电压电流检测、光耦隔离、桥式驱动、整流电路等相关手册设计资料与版图
  • 三相逆变电路仿真姓 名: 朱龙胜 班 级: 电气1102 学 号: 11291065 日 期: 2014年6月6日 指导老师: 郭希铮北 京 交 通 大 学计算机仿真技术作业六题目:三相逆变电路仿真直流电压530V;逆变器用Universal Bridge...

    三相逆变电路仿真

    姓 名: 朱龙胜 班 级: 电气1102 学 号: 11291065 日 期: 2014年6月6日 指导老师: 郭希铮

    北 京 交 通 大 学

    计算机仿真技术作业六

    题目:三相逆变电路仿真

    直流电压530V;逆变器用Universal Bridge模块,器件选IGBT;逆变器输出电压频率50Hz;负载用阻感负载,电阻10欧姆,电感5毫亨,三相星接。

    驱动信号可用6个Pulse Generator产生,移相60度 输出电压频率为50Hz 1、180°导电模式仿真:

    驱动信号可用6个Pulse Generator产生,相互移相60°;仿真时间0.2s,算法ode23tb,最大步长限制为0.1ms。

    (2)记录a相电流波形; (3)记录ab线电压波形; 如下图所示

    UUa/V

    Time/sIIa/A

    Time/sUab/V

    Time/s

    (4)用Extra Library/Measurements/Fourier模块计算a相电压的基波、5次谐波、7次谐波幅值,并与理论公式对比。

    对相电压进行傅里叶分解得到下式

    2Ud111Uan= sinωt+sin5ωt+sin7ωt+sin11ωt+⋯

    对线电压进行傅里叶分解得到下式 Uan=

    a相基波电压幅值: Ua=

    2Ud

    =0.637Ud=337.41V Ua

    =67.48V Ua

    =48.2V 2 Ud111

    sinωt+sin5ωt+sin7ωt+sin11ωt+⋯ a相5次谐波电压幅值: Ua5=a相7次谐波电压幅值: Ua5=

    方波逆变器(α=180°)的特点

    (1) 只能调频,直流电压恒定时不能调压 (2) 谐波较大

    (3) 直流电压利用率不高 2、SPWM三相逆变器仿真:

    采用离散系统仿真,在命令行窗口中输入powerlib,将其中的“powergui”模块拖到仿真界面中,双击并选为离散仿真模式(discretize electrical model),本题中采样时间可设为1e-6秒; 用Extra Library/discrete control blocks/discrete PWM generator模块产生PWM信号,;选择三相桥式电路,载波频率设为1kHz,调制度0.9,频率50Hz;仿真时间0.1秒即可。

    (1)记录a相电压波形; (2)记录a相电流波形; (3)记录ab线电压波形;

    U

    Ua/V

    Time/sI

    Ia/A

    Time/sUab/V

    Time/s

    (4)在观察ab线电压波形的示波器中,将数据以“structure with time”格式保存在工作空间。 (5)双击“powergui”模块,单击“FFT Analysis”按钮,打开谐波分析界面。上面的子窗口显示电压波形,选择起始时间为0.04秒,两个周期,频率50Hz,最大频率5000Hz,画出ab线电压的频谱图,并与理论分析对比,指出谐波分布的特点。

    输出谐波的频率为

    f=nωc+kωr,ωc为载波频率,ωr,调制波频率,其中

    6m+1,m=0,1,…k=

    6m−1,m=1,2,…

    由上式可知,在载波频率的整数倍处的高次谐波不再存在。SPWM的谐波分布带有明显的“集簇性”,也就是一组一组地集中分布于载波频率的整数倍频两侧,而且在每一组谐波中,随着k的增大,即远离该组谐波的中心,则谐波幅值通常减小。另外,由于3的整数倍次谐波属于零序分量,故逆变器输出线电压中将不存在3的整数倍次谐波。所以该谐波中不含有3倍的50Hz谐波分量。

    (6)调制度改为0.5,频率25Hz,重复上述实验。

    U

    Ua/V

    Time/sI

    Ia/A

    Time/sUab/V

    Time/s

    通过对比第一种情况可知,调制度为0.5,f=25Hz时,交流电流中基波的含量(THD)为252%,所以负载电流的正弦度更好。由于调制度a的减小,所以输出电压中基波分量的幅值与第一种情况相比减小了。

    谐波分布特点:集中分布于载波频率的整数倍频两侧,而且在每一组谐波中,随着k的增大,即远离该组谐波的中心,则谐波幅值通常减小。

    3、二重化电压型逆变器仿真:

    要求:

    (1) 移相180°

    (2) 变压器:10kVA,50Hz,原边[440 0.002 0.04],副边[220 0.002 0.04],励磁支

    路[200 200]

    (3) 观察负载相电压的谐波频谱

    建立仿真模型如下图

    波形如下图所示

    UUa/V

    Time/s

    UaL/v

    Time/s

    频谱分析如下如所示

    谐波成分明显较单重逆变少,THD值也有所减小

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  • 本次三箱逆变电路使用stm32f103zet6来产生spwm波,使用TIM1的互补输出来产生6路pwm波来控制mosfet的通断,文件里有我做出来的实物效果图
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    三相直流无刷电机是指具有三相的绕组,无电刷和无换向器的电机(电子换向取代有刷电机的机构换向)

    直流无刷电机电枢绕组中电流方向的改变由功率管的开关来控制,为保证开关信号与转子磁极转过的位置同步,需要有检测转子位置角的传感器。

    驱动电路主要组成部分包括
    1.三相全桥逆变电路
    2.电流采样电路
    3.直流母线电压采样电路
    4.霍尔编码器驱动电路

    三相全桥逆变电路:

    ◆基本工作方式是180°导电方式。
    ◆同一相(即同一半桥)上下两臂交替导电,各相开始导电的角度差120 °,任一瞬间有三个桥臂同时导通。
    ◆每次换流都是在同一相上下两臂之间进行,也称为纵向换流。
    

    ■工作波形

    ◆对于U相输出来说,当桥臂1导通时,uUN’=Ud/2,当桥臂4导通时,uUN’=-Ud/2,uUN’的波形是幅值为Ud/2的矩形波,V、W两相的情况和U相类似。
    
    ◆负载线电压uUV、uVW、uWU可由下式求出
    

    ◆负载各相的相电压分别为

    ◆把上面各式相加并整理可求得

    设负载为三相对称负载,则有uUN+uVN+uWN=0,故可得

    ◆把桥臂1、3、5的电流加起来,就可得到直流侧电流id的波形,如图所示,可以看出id每隔60°脉动一次。

    ■基本的数量关系

    ◆把输出线电压uUV展开成傅里叶级数得
    

    式中,n=6k±1,k为自然数。

    ◆输出线电压有效值UUV为

    其中基波幅值UUV1m和基波有效值UUV1分别为

    ◆把uUN展开成傅里叶级数得
    
    
    
    
    式中,n=6k±1,k为自然数。
    
    ◆负载相电压有效值UUN为
    
    
    
    其中基波幅值UUN1m和基波有效值UUN1分别为
    

    电流采样电路:

    采集电机相上电流,当电流流过功率电阻,会产生电压,经过差分放大电路之后送到单片机进行处理。
    直流母线电压采样电路:
    1.可以计算电机的功率 2.可作为硬件过载保护的措施(分压电阻adc采样)
    硬件过流可以采用比较器电路,母线总电流流过功率电阻产生电压,正常时,功率电阻上电压低于比较电压,比较器输出高电平,不故障,当功率电阻上电压高于比较电压,比较器输出低电平,故障,电机停转

    霍尔编码器驱动电路
    霍尔编码器驱动电路主要的功能是采集电机的旋转角度和转速,以此可对电机形成闭环控制。霍尔编码器接口采用标准的 5 线霍尔接线方式,由上拉电阻,限流电阻和滤波电容组成,确保采集信号干净无杂波。接线时注意接线顺序,电机参数里都有霍尔线顺序,一般根据颜色去区分。

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  • 简单的三相逆变电路仿真

    千次阅读 2020-01-23 14:14:58
    电路面对三相对称负载的,电路的结构较简单,主要的是想通过此电路的仿真了解一些模块的运用。在此我分享下我所遇到的问题及解决方法。 首先,我先说说我遇到的问题。我们需要6路波形,其实只需相位依次相差120°...

    本电路面对三相对称负载的,电路的结构较简单,主要的是想通过此电路的仿真了解一些模块的运用。在此我分享下我所遇到的问题及解决方法。
    首先,我先说说我遇到的问题。我们需要6路波形,其实只需相位依次相差120°的三路波再加上它们的互补波形即可,而要产生其互补波形我一开始使用了gain模块,将其增益设为-1,仿真的时候老是不能得到真确的波形,发现原来-1是不可以导通IGBT的,于是采用逻辑NOT,但是逻辑NOT后面要加上convert模块将逻辑1改为数字1,不然会报错。还有一个重要的问题,就是matlab的通用桥电路的IGBT的标号与书上的标号不一样,所以波形信号的输入顺序相应的要改变,不然仿真的波形不对。
    以下是matlab仿真的总图:
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    波形图,上图为相电压图,下图为线电压图:
    波形图,上图为相电压图,下图为线电压图
    下面是我重要模块的配置:
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    2020-07-16 15:41:26
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三相逆变电路