基于PWM逆变器的设计与MATLAB仿真(2)

菜单

3.1 PWM控制的基本原理 13

3.1.1 面积等效原理 13

3.1.2 PWM波形 14

3.2 SPWM波形产生方法 15

3.2.1 调制法 15

3.2.2 规则采样法 16

3.3 SPWM控制规律 18

3.3.1 单极性SPWM控制方式 18

3.3.2 双极性SPWM控制方式 19

3.4 本章小结 20

第四章 SPWM逆变器电路仿真 21

4.1 MATLAB软件简介 21

4.2 Simulink简介与基本操作 22

4.3 单极性SPWM逆变电路 23

4.3.1 仿真模型图 23

4.3.2 仿真与分析 24

4.4 双极性SPWM逆变电路 29

4.4.1 仿真模型图 29

4.4.2 仿真与分析 29

4.5 本章小结 34

总结 35

致谢 37

参考文献 38

第一章绪论

日常生活中所使用的电器设备均是交流电，交流电是可以由直流电转换而得到的。本章将简述逆变的基本概念，介绍逆变器的作用及其发展历程，并对本篇论文的内容安排作一个简要概述。

1.1 研究背景与意义

在电力电子技术当中，有四大类基本变流电路，即交流变直流（AC-DC），直流变交流（DC-AC），交流变交流（AC-AC）与直流变直流（DC-DC）。将直流变为交流称为逆变，逆变器就是一种可以把直流电转换成交流电的设备，在四类电力电子变换技术中，逆变技术已是最重要的一种。逆变器种类繁多，有多种不同的分类方式。如按照输出相数可分为单相逆变器和多相逆变器，按照主电路结构可分为半桥结构，全桥结构，推挽结构[2]等。

逆变器的应用十分广泛，小到蓄电池、干电池，大到航空航天等国防领域，生活中处处闪耀着逆变器的身影。如果说电力电子技术的早期是整流器时代，那么而今则是逆变器时代。逆变器出现于二十世纪六十年代，大致经历了三个发展阶段。从最初晶闸管作为开关器件，到自关断器件作为开关器件，再到如今的实时反馈控制技术，逆变技术得到了飞跃的突破，逆变器的性能也有了极大的提高。

随着电力电子技术的发展，PWM控制技术的出现再一次推动了逆变器的发展，现已成为逆变技术的核心技术之一[3]。PWM控制技术由于广泛应用于逆变电路，因而逐渐发展成熟，在电力电子技术领域中占据重要地位。SPWM法是PWM法的一种，发展较为成熟，是目前广泛采用的一种控制方法。在现今的PWM逆变器中，高频化是其中一个主要发展趋势，提高SPWM逆变器的开关频率能有效地减小滤波器和变压器的体积重量。此外，用准谐振方式使逆变器处于软开关工作状态可以有效地解决开关损耗增加和电磁干扰问题。PWM软开关逆变技术能够很有效地实现电力电子技术的高频化，因此目前电力电子学领域对软开关逆变技术的研究颇为活跃。

21世纪以来，能源和环保已成为当今世界的主题，能源开发和环境保护的相互协调是世界经济发展的基础。在这一世纪里，开发新能源和防止环境污染是必须要解决的课题。蓄电池等原始直流电能的质量都比较差，而逆变技术能将变这些电能转换成电能质量较高交流电能，实现了能源的二次利用[4]。因此，逆变器的研究对电力电子技术的发展和能源的开发利用具有非常重要的意义。