电力电子系统仿真 结课作业(2)

2.2.2 SPWM控制方式

(a)SPWM包括单极性和双极性两种调制方法，

（1）如果在正弦调制波的半个周期内，三角载波只在正或负的一种极性 围内变化，所得到的SPWM波也只处于一个极性的范围内，叫做单极性控制方式。

（2）如果在正弦调制波半个周期内，三角载波在正负极性之间连续变化，则SPWM波也是在正负之间变化，叫做双极性控制方式. (b)单极性SPWM法:

(1)调制波和载波：SPWM采用的调制波为频率为fs的正弦波

载波uc是幅值为Ucm,频率为fc的三角波.调制波每半个周期对载波进行一次极性反转,载波为单极性不对称三角波.如图4所示为批p=15时的单相全桥单极性SPWM基本波形.

图4 单极性SPWM示意图

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(2)单极性调制的工作特点：每半个周期内，逆变桥同一桥臂的两个逆变器件中，只有一个器件按脉冲系列的规律时通时断地工作，另一个完全截止；而在另半个周期内，两个器件的工况正好相反，流经负载ZL的便是正、负交替的交变电流。

其中：载波比——载波频率 fc与调制信号频率 fs之比p，即 p = fc / fs； 调制深度――调制波幅值Usm与载波幅值Ucm之比，即m＝Usm/Ucm. (c)双极性SPWM法

(1)调制波和载波：SPWM采用的调制波为频率为fs的正弦波

载波uc是幅值为Ucm,频率为fc的三角波.如图5 所示为批p=15时的单相全桥双极性SPWM基本波形.

图5 双极性PWM示意图

(2)双极性调制的工作特点：逆变桥在工作时，同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断，毫不停息，而流过负载ZL的是按线电压规律变化的交变电流。

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其中：载波比——载波频率 fc与调制信号频率 fs之比p，即 p = fc / fs； 调制深度――调制波幅值Usm与载波幅值Ucm之比，即m＝Usm/Ucm。

2.3 单相逆变器SPWM调制电路的Simulink模型 2.3.1 单极性SPWM仿真的模型

(1)单极性SPWM仿真的主电路:

图6 单极性SPWM仿真的主电路

(2)单极性SPWM仿真的触发脉冲电路:

全桥电路两个桥臂之一,例如S1和S4组成方向臂,当调制信号us>0时,S1导通而S4关断,输出的平均电压大于零,当调制信号us<0时,S4导通而S1关断,输出的平均电压小于零.另一个桥臂为斩波臂,采用载波频率的互补控制信号,当us>uc时,S3导通而S2关断,当us

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图7 单极性SPWM仿真的触发脉冲电路

2.3.2双极性SPWM仿真的模型图

(1)双极性SPWM仿真主电路:

图8 双极性SPWM仿真主电路

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(2)双极性SPWM仿真的触发脉冲电路:

采用us与uc相比较的方法生成PWM信号:当us>uc时,功率开关S1,S3导通,逆变电路输出电压uo=ud;当us

图9 双极性SPWM仿真的触发脉冲电路

2.4 模型参数的设定模型仿真图及其分析 2.4.1 单极性SPWM仿真

（1）频率为50Hz,载波比为15,调制深度为0.5仿真:

调制深度m设为0.5，输出基波频率设为50Hz，载波频率设为基频的15倍，即750Hz。将仿真时间设为0.06秒，在powergui中设置为离散仿真模式，采样时间为0.00001秒，运行后可得仿真结果，输出交流电压、交流电流和直流电流波形如图10所示。

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