橋式可逆PWM變換器的仿真

1、一、Sinmulik仿真模型：圖1 simulink仿真模型二、各模塊參數(shù)設(shè)置：1、模型中VT1/VD1VT4/VD4是四個相同的帶有續(xù)流電阻的IGBT開關(guān)元件，以VT1/VD1為例，其參數(shù)設(shè)置為下圖所示：圖2 IGBT的參數(shù)設(shè)置2、此仿真過程為一臺直流并勵電動機的啟動過程。電動機參數(shù)為UN=220V,nN=3000r/min,其他參數(shù)見以下電機模型參數(shù)設(shè)置，如圖所示：圖3 電機模型參數(shù)設(shè)置3、直流電源參數(shù)設(shè)置為如下圖所示：圖4 電源參數(shù)設(shè)置4、 本模型中的四個IGBT用兩個脈沖產(chǎn)生器觸發(fā)產(chǎn)生脈沖，產(chǎn)生的兩個脈沖互補，分別用來觸發(fā)VT1、VT4和VT2、VT3；通過設(shè)置脈沖的占空比可以調(diào)制輸出

2、電壓，圖5是占空比為50%，幅值為1的脈沖。圖6是兩個互補脈沖的波形。圖5 脈沖參數(shù)設(shè)置圖6 互補脈沖產(chǎn)生的波形5、 本次仿真中，負載轉(zhuǎn)矩采用階躍給定輸入，圖7是負載轉(zhuǎn)矩為10N.m時的設(shè)置圖7 負載轉(zhuǎn)矩輸入設(shè)置6、 仿真參數(shù)設(shè)置如圖8所示：圖8 仿真參數(shù)設(shè)置7、諧波分析用powergui模塊，分析時將示波器需要分析量的數(shù)據(jù)格式取為structure with time,這樣的保存的數(shù)據(jù)可以用powergui模塊分析，點擊powergui模塊，選擇其中的FFT Analysis功能，如圖9所示：圖9 powergui模塊界面三、仿真結(jié)果：（1） 占空比為90時對系統(tǒng)的分析;1、 在此種情況下，

3、脈沖參數(shù)設(shè)置為圖10所示，電機兩端的輸入電壓及其平均值和有效值波形如圖11所示，從上往下依次為電壓瞬時值，電壓平均值和電壓有效值：圖10 脈沖參數(shù)設(shè)置圖11 電機兩端的電壓及其平均值和有效值波形2、電動機帶不同負載時的仿真結(jié)果： 電動機所帶負載為輕載時的情況如圖12所示；圖12 電動機所帶負載為輕載時的波形 電動機所帶負載為適當(dāng)負載時的情況如圖13所示；圖13 電動機所帶負載為適合負載時的波形 電動機所帶負載為重載時的情況如圖14所示；圖14 電動機所帶負載為重載時的波形（2） 占空比為50時對系統(tǒng)的分析;1、在此種情況下，脈沖參數(shù)設(shè)置為圖15所示，電機兩端的輸入電壓及其平均值和有效值波形如圖

4、16所示，從上往下依次為電壓瞬時值，電壓平均值和電壓有效值：圖15 脈沖參數(shù)設(shè)置圖16 電機兩端的電壓及其平均值和有效值波形2、電動機所帶負載為不同情況下的仿真結(jié)果： 電動機所帶負載為輕載時的情況如圖17所示；圖17 電動機所帶負載為輕載時的波形 電動機所帶負載為適當(dāng)負載時的情況如圖18所示；圖18 電動機所帶負載為適合載時的波形 電動機所帶負載為重載時的情況如圖19所示；圖19 電動機所帶負載為重載時的波形（3） 占空比為10時對系統(tǒng)的分析; 1、在此種情況下，脈沖參數(shù)設(shè)置為圖20所示，電機兩端的輸入電壓及其平均值和有效值波形如圖21所示，從上往下依次為電壓瞬時值，電壓平均值和電壓有效值：圖

5、20 脈沖參數(shù)設(shè)置圖21 電機兩端的電壓及其平均值和有效值波形2、電動機所帶負載為不同情況下的仿真結(jié)果： 電動機所帶負載為輕載時的情況如圖22所示；圖22 電動機所帶負載為輕載時的波形 電動機所帶負載為適當(dāng)負載時的情況如圖23所示；圖23 電動機所帶負載為適合負載時的波形 電動機所帶負載為重載時的情況如圖24所示：圖24 電動機所帶負載為重載時的波形4、 結(jié)論分析：占空比相同時，電樞電流，勵磁電流和電磁轉(zhuǎn)矩波形基本相同，對于轉(zhuǎn)速，重載情況下，隨著負載的增加，轉(zhuǎn)速會逐漸減小，甚至出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。占空比不同時，變換器輸出電壓即電動機兩端的輸入電壓的瞬時電壓波形和平均電壓波形不同，但電壓有效值波形相同；電樞電流，勵磁電流和電磁轉(zhuǎn)矩的波動情況不同，同種負載情況下速度的變化趨勢類似。在占空比為50%的時候，電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩波形波動比較大。當(dāng)電機在適當(dāng)負載情況下，隨著轉(zhuǎn)速的的上升，電樞電流減小，加載后電機轉(zhuǎn)速略有下降，電樞電流增加，電磁轉(zhuǎn)矩Te上升，Te與負載轉(zhuǎn)矩TL*平衡時，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3000r/min。電機轉(zhuǎn)矩與電樞電流的波