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单相双极性
SPWM
桥式逆变电路实验报告
学院：电气与电子工程
班级：
xxxxx
姓名：
xx
一、理论介绍
SPWM
控制技术是逆变电路中应用最为广泛的
P
WM
型逆变电路技
术。对
SPWM
型逆变电路进行分析，首先建立了逆变器控制所需的电
路模型，采用
IGBT
作为开关器件，并对单相桥式电压型逆变电路和
SPWM
控制电路的工作原理进行了分析，运用
MATLAB
中的
SIMULINK
模块对电路进行了仿真，给出了最终仿真波形。
SPWM(Sinusoidal
PWM)
法是一种比较成熟的
,
目前使用较广泛的
PWM
法
.
前面提到的采样控制理论中的一个重要结论
:
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时
,
其
效果基本相同
.
（此处采用等面积法）
SPWM<
/p>
法就是以该结论为理论基础
,
用脉冲宽度
按正弦规律变
化而和正弦波等效的
PWM
波形即
SPWM
波形控制逆变电路中开关
器件的通断
,
使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正
弦波
在相应区间内的面积相等
,
通过改
变调制波的频率和幅值则可调
节逆变电路输出电压的频率和幅值
.
二、主电路设计分析
根据设
计要求，
采用单相全桥
PWM
逆变电路
，
工作方式为单极
性
PWM
方式，开关器件选用
IGBT
，直流电源电压为<
/p>
200V
,
电阻电
感负载。设计主电路图如图一所示。
图一
单相桥式
PWM
逆变电路
分析：
a
、主电路
采用<
/p>
IGBT
作为开关器件的单相桥式电压型逆变电路。
采用负载
为阻感负载，工作时
V1
< br>和
V2
的通断状态互补，
V3<
/p>
和
V4
的通断状
态也互补。
在输出电压
u0
的正半周，
让
V1
保持通态，
V2
保持断态，
V3
和
V4
交替通断。
当
uco>utri
，且
VTB- <
br>
<
br>VTB- <
br>，电流上 <
br>由此循环往复周期性的工作。
，
<
br>3.1
-uco
，触发
VTA+
和
导通，输入电
源
Ud
经过
VTA+
、
负载和
VTB-
构成电流回路，
uo=-Ud
，
电流上升；
当
uco
，使
VTA+
断开，触发
VT
A-
，但由于是感性负载，
电流不能
突变，
因此负载电流经
VDA-
和
VTB-
续流，
使
VTA-
不能导
通，
uo=0
，同时电流下降；
当
uco
>utri
，且
-uco
，触发
VTA+
和
VTB-
导通，输入
电源
Ud<
/p>
经过
VTA+
、负载和
构成电流回路，
uo=-Ud
升；
当
-uco>utri
，使
VTB-
断开，触发
VTB+
，由于是感性负载，电
流不能突变，因此负载电流经
VTA+
和<
/p>
VDB+
续流，使
VTB+
不能导
通，
uo=0
，
同时电流下降；
直至下一个周期触发
VTA
+
和
VTB-
导通。
b
、调制电路的产生控制原理
根据面积等效原理，可产生双极性
PWM
波
图二
双极性
PWM
控制方式波形
双极性
PWM
控制方式：
在
ur
的半个周
期内，
三角波载波有正有
负，所得
PW
M
波也有正有负，其幅值只有±
Ud
两
种电平。同样在调
制信号
ur
和载波信
号
uc
的交点时刻控制器件的通断。
u
r
正负半周，
对各开关器件的控制规律相同。当
ur
>uc
时，给
V1
和
V4
导通信号，
给
V2
和
V3
关断信号。如
io>0
，
V1
和
V4
通，如
io<0
，
VD1
和
V
D4
通，
uo=Ud
。当
ur
时，给
V2
和
V3
导通信号，给
V1
和
V4
关断
信号。如
io<0
，
V2
和<
/p>
V3
通，如
io>0
VD2
和
VD3
通，
uo=-Ud
。这
样就
得到图二所示的双极性的
SPWM
波形。
三、仿真模型的建立及各模块参数设置
、双极性
PWM
控制发生
电路模型图如图
a
所示。
1
t
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