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第5章DC-AC電路的仿真單相方波逆變電路三相方波逆變電路單相雙極性SPWM逆變電路三相PWM逆變電路

SPWM逆變電路

考慮死區時間的SPWM逆變電路5.1方波逆變電路5.1.1單相方波逆變電路圖5-1單相方波逆變電路及其基本波形對輸出電壓u0進行傅里葉展開：輸出電壓u0的基波峰值為：其有效值為：5.1.2三相方波逆變電路利用傅里葉分析得a相電壓和a、b間線電壓瞬時值為：線電壓基波幅值為：圖5-4三相方波逆變電路圖5-5三相方波逆變電路波形例5-2完成三相方波逆變電路的仿真，開關管選IGBT，直流電源530V，阻感負載，負載有功功率1kW，感性無功功率0.1kvar。5.2單相PWM逆變電路圖5-9單相全橋逆變電路圖5-10雙極性SPWM示意圖5.2.1雙極性SPWM調制信號為頻率為fs的正弦載波比為調制深度m生成SPWM信號的方法：當us>uc時，功率開關S1、S3導通，S2、S4關斷，u0=Ud；當us<uc時，功率開關S2、S4導通，S1、S3關斷，u0=-Ud。工程上，當fc>>fs且m≤1時，有通過控制調制信號，可調節逆變器輸出電壓的頻率和幅值。

PWM逆變電路使輸出電壓、電流較方波逆變電路更接近于正弦波，但由于用載波對調制信號進行調制，必然產生和載波有關的諧波分量。雙極性調制方式下輸出電壓包含的諧波頻率為：各諧波對應的幅值為

PWM波中含有載波頻率的整數倍及其附近的諧波。5.3三相PWM逆變電路圖5-30三相PWM逆變電路5.3.1三相SPWM逆變電路三相的PWM控制公用三角波載波uc三相的調制信號urU、urV和urW依次相差120°圖5-31三相SPWM逆變電路基本波形對應a相，當usa>uc時，

S1導通S4關斷，當usa<uc

時，S1導通S4關斷。各相上下橋臂功率器件導通互補。載波比應為3的整數倍且為奇數，這樣每相波形正負半周對稱，且三相波形也對稱。線電壓基波幅值為輸出電壓的諧波集中分布在處，其中載波頻率的整數倍處的高次諧波不再存在。三相的SPWM波的諧波分布有明顯的“集簇”性。值得考慮的最低次諧波為p-2次。

例5-6

建立三相SPWM全橋逆變電路，并仿真分析電路的工作情況。圖5-35死區時間對逆變器輸出的影響5.3.2死區時間的影響死區時間內，某相橋臂的工作狀態取決于兩個續流二極管和該相電流的方向。圖5-35死區時間對逆變器輸出的影響5.3.2死區時間的影響死區畸變電壓定義為死區畸變電壓寬度為td、高度為Ud的窄脈沖，其周期與調制波相同，符號與相電流相反。橋臂逆變的實際輸出電壓即為無死區時的理想輸出電壓再疊加死區畸變電壓。5.3.2死區時間的影響在輸出電流滯后于輸出電壓的情況下，死區時間降低了直流電壓的利用率，使實際輸出電壓的基波相位超前于理想電壓基波。在輸出電流滯后角度恒定的情況下，增加死區時間會降低實際輸出電壓的基波幅值，增加相位超前角。在死區時間恒定的情況下，增大電流滯后角會減少電壓幅值的損失，同時增加相位超前角。對死區畸變電壓進行傅里葉分析，知其包含3次、5次、

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