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單相逆變電源matlab仿真研究(編輯修改稿)

2026-07-18 23:57 本頁面

　

【文章內容簡介】要采用升壓變壓器即可。逆變采用PWM逆變電路，采用SPWM作為調制信號，輸出PWM波形，經過濾波電路后再進行升壓即可以得到220V的單相交流電。系統總體框圖如圖21所示。并通過Simulink進行仿真。單相逆變電路100V DCPWM波濾波電路升壓變壓器 ACSPWM調制信號220V AC圖21 系統總體框圖所以整體電路圖如下圖22所示：圖22單相橋式電源整體電路圖3部分電路設計由圖22可知，單相逆變電源電路由單相橋式PWM逆變電路、升壓變壓電路、濾波電路等三部分組成。七個部分的設計及原理如下。本次課程設計要求逆變器輸出的是一個正弦交流電壓波形，可以把一個正弦半波分作N等份，就可以把正弦半波看成是由N個彼此相連的脈沖序列所組成的波形。這些脈沖寬度相同，但幅值不等，且脈沖頂部是曲線，各脈沖幅值按正弦規律變化。如果把上述脈沖序列利用相同數量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點與相應正弦波部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應的正弦波部分面積相等，所得到的脈沖序列就是SPWM波形。同樣，正弦波的負半周也可用相同的方法來等效。它們都是基于面積等效原理。在此課設中的一系列脈沖波形就是所期望的逆變器輸出SPWM波形。由于各脈沖的幅值相等，所以逆變器可由恒定的直流電源供電。當逆變器各開關器件都是在理想狀態下工作時，驅動相應的各個IGBT的信號也應為與形狀相似的一系列脈沖波形。如下圖31所示。圖31PWM控制原理圖單相橋式PWM逆變電路具體電路圖如下圖32所示，電壓型全橋逆變電路可看成由兩個半橋電路組合而成，共4個橋臂，橋臂1和4為一對，橋臂2和3為另一對，成對橋臂同時導通，兩對交替各導通。該電路采用PWM控制技術，設調制信號ur為正弦波，載波uc在ur的正半周為正極性的三角波，在ur的負半周為負極性的三角波。在ur和uc的交點時刻控制IGBT的通斷。在ur的正半周，V1保持通態，V2保持斷態，當uruc時使V4導通，V3關斷，u0=Ud；當uruc時使V4關斷，V3導通，u0=0。在ur的負半周期，V1保持斷態，V2保持通態，當uruc時使V3導通，V4關斷，u0= Ud；當uruc時使V3關斷，V4導通 ,u0=0，這樣就得到SPWM波形u0。像這種在ur的半個周期內三角波載波只在正極性或負極性一種極性范圍內變化，所得到的PWM波形也只在單個極性范圍變化的控制方式稱為單極性PWM控制方式。通過調制電路來控制各IGBT的通斷從而獲得交流波形。圖32單相橋式PWM逆變電路對電壓波形進行定量分析將幅值為Uo的矩形波展開成傅里葉級數，得其中基波幅值Uo1m和基波有效值Uo1分別為升壓變壓電路要得到220V的交流電，必須在輸出量較小的逆變電路后加一個升壓電路，在此可以將逆變電路的輸出側接到升壓變壓器的輸入端，通過修改變壓器的參數就可以得到所需要的交流電壓。升壓變壓器如圖33所示。圖33升壓變壓器濾波電路根據SPWM信號特點：開關頻率往往高于基波頻率很多倍；開關頻率的諧波含量很大。因此，濾波器對通帶平坦度和阻帶衰減速度都有較高的要求。綜合指標較好的濾波器應該是采用通帶內有最大平坦響應的巴特沃斯低通濾波器，通過增加階數來提高阻帶衰減速度。SPWM信號較多的出現在變頻器輸出，變頻器輸出信號電壓高、電流大，不能采用有源濾波器，一般采用簡單的LC低通濾波器。LC低通濾波器的電路圖如下圖34所示。圖34 RLC低通濾波器4 仿真建模對于本次課程設計，根據系統的總體框圖，可將其分為單相橋式PWM逆變電路（含濾波電路）和變壓器升壓電路兩部分，下面分別對其進行仿真建模。4．1 Simulink仿真環境Matlab運算功能強大，計算準確又快捷；同時Matlab提供的動態仿真工具Simulink可直接建立電路仿真參數，并且可以立即得到參數修改后的仿真結果，直觀性強，省去了編程步驟，實體圖形化模型的仿真簡單，方便，能節省設計時間與降低成本。Matlab繪制的圖形尤其準確，清晰，精美。電力電子技術領域通常利用Matlab中的Simulink其中的電氣系統模塊庫（Powe

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