文档介绍：目录
摘要 II
第1章绪论 - 1 -
设计实现要求 - 1 -
设计方案确定 - 1 -
第2章原理简介 - 2 -
逆变电源的原理简介 - 2 -
升压斩波电路 - 2 -
升压电路原理图 - 2 -
原理分析 - 2 -
三相电压型桥式逆变电路 - 3 -
逆变电路原理图 - 3 -
逆变电路原理 - 3 -
SPWM逆变器的工作原理 - 3 -
Simulink仿真环境 - 4 -
第3章仿真建模 - 5 -
斩波电路仿真建模 - 5 -
逆变电路仿真建模 - 6 -
逆变电源仿真建模 - 7 -
第4章仿真实现 - 8 -
斩波电路仿真实现 - 8 -
逆变电路仿真实现 - 9 -
逆变电源仿真实现 - 10 -
总结 - 12 -
参考文献 - 13 -
摘要
基本电力电子电路分为四类,分别是:整流电路,将交流电变为直流电的电路;直流斩波电路,将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电的电路;交流-交流变流电路,将一种形式的交流电变成另一种形式交流电的电路;逆变电路,将直流电变为交流电的电路。逆变器也称逆变电源,是将直流电能转变成交流电能的变流装置,是太阳能、风力发电中的一个重要部件。随着微电子技术与电力电子技术的迅速发展,逆变技术也从通过直流电动机——交流发电机的旋转方式,发展到晶闸管逆变技术,控制电路也从模拟集成电路发展到单片机控制甚至采用数字信号处理器控制。本次的课程设计要求对逆变电源进行Matlab仿真研究,输入为100V,输出为380V、50Hz三相交流电,采用PWM斩波控制技术,建立Matlab仿真并得到实验结果。
PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)。面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础。PWM逆变电路的控制方法有计算法和调制法。
本文用matlab实现对逆变电源的仿真研究, Simulink是Matlab的仿真集成环境,是一个实现动态系统建模、仿真的集成环境。它使Matlab的功能进一步增强。本文主要通过对逆变电源的Matlab仿真,研究逆变电路的输入输出及其特性,以及一些参数的选择设置方法,从而为以后的学习和研究奠定基础,同时也学习使用Matlab软件的Simulink集成环境进行仿真的相关操作。
关键词: PWM 逆变电源 matlab仿真
设计实现要求
本次课程设计要求对逆变电源进行Matlab仿真研究,输入为100V,输出为380V、50Hz三相交流电,采用PWM斩波控制技术,建立Matlab仿真模型并得到实验结果。
设计方案确定
题目中要求的输出为380V、50Hz三相交流电,显然不能直接由输入的100V直流电逆变产生,需将输入的100V直流电压通过斩波电路提高电压,再经过逆变过程及滤波电路得到要求的输出。根据课本所学的,可以采用升压斩波电路和三相电压型桥式逆变电路的组合电路,将升压后的电压作为逆变电路的直流侧,得到三相交流电,同时采用PWM控制技术,使其频率为50HZ。
根据对输出电压平均值进行调制的方式不同,斩波电路分为脉冲宽度调制(PWM)、频率调制和混合型三种。在此使用第一种方法,也是应用最多的方法。通过控制开关器件的通断实现电能的储存和释放过程,输出信号为方波,调节脉宽可以控制输出的电压的大小。
根据直流侧电源性质不同,逆变电路可分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。这里的逆变电路属电压型。采用等腰三角波作为载波,用SPWM进行双极性控制。该电路的输出含有谐波,除了使波形具有对称性减少谐波和简化控制外,还需要专门的滤波电路进行滤波。滤波电路采用RLC滤波电路。
直流斩波电路采用PWM斩波控制,输出的方波经过滤波电路后变为直流电送往逆变电路。逆变采用PWM逆变电路,采用SPWM作为调制信号,输出PWM波形,再经过滤波电路得到380V、50Hz三相交流电。系统总体框图如图1-1所示。
100V DC PWM升压方波滤波直流电逆变 PWM波滤波 380V 50HZ AC
斩波电路电路电路电路
SPWM 调制信号
图1-1 系统总体框图
最后通过MATLAB集成环境simulink进行仿真,验证结果。
逆变电源的原理
利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变。例如:应用晶闸管的电力机车,当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行,机车的位能转变