電力電子系統(tǒng)的計算機仿真

1、電力電子系統(tǒng)的計算機仿真題目：方波逆變電路的計算機仿真刖言電力電子技術綜合了電子電路、電機拖動、計算機控制等多學科知識，是一 門實踐性和應用性很強的課程。由于電力電子器件自身的開關非線性，給電力電 子電路的分析帶來了一定的復雜性和困難，一般常用波形分析的方法來研究。仿 真技術為電力電子電路的分析提供了嶄新的方法。我們在電力電子技術課程的教學中引入了仿真，對于加深學生對這門課程的 理解起到了良好的作用。掌握了仿真的方法，學生的想法可以通過仿真來驗證， 對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力很有意義，并且可以調動學生的積極性。實驗實訓是本課 程的重要組成部分，學校的實驗實訓條件畢竟是有限的，也受到學時的限制。而 仿

2、真實訓不受時間、空間和物質條件的限制，學生可以在課外自行上機。仿真在 促進教學改革、加強學生能力培養(yǎng)方面起到了積極的推動作用?！娟P鍵字】電力電子，MATLAB，仿真。目錄第一章 電力電子與MATLAB軟件的介紹一、電力電子概況二、MATLAB軟件介紹第二章電力電子器件介紹一、電力二極管特性介紹二、品閘管特性介紹三、IGBT特性介紹第三章主電路工作原理一、單相橋式逆變電路二、三相橋式逆變電路三、PWM控制基本原理第四章仿真模型的建立一、單極性SPWM觸發(fā)脈沖波形的產生二、雙極性SPWM觸發(fā)脈沖波形的產生三、單極性SPWM方式下的單相橋式逆變電路四、雙極性SPWM方式下的單相橋式逆變電路第五章仿真

3、結果分析第六章心得體會第七章參考文獻第一章 電力電子與MATLAB軟件的I一、電力電子概況電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術，就是使用電力電子 器件（如品閘管，GTO, IGBT等）對電能進行變換和控制的技術。電力電子技術 所變換的“電力”功率可大到數(shù)百MW甚至仔叩，也可以小到數(shù)W甚至1W以下， 和以信息處理為主的信息電子技術不同電力電子技術主要用于電力變換。電力電子技術分為電力電子器件制造技術和交流技術（整流土 斬波，變頻，變相等）兩個分支。一般認為，電力電子技術的誕生是以1957年美國通用電氣公司研制出 的第一個晶閘管為標志的，電力電子技術的概念和基礎就是由于品閘管和 品閘管

4、變流技術的發(fā)展而確立的。此前就已經有用于電力變換的電子技術， 所以品閘管出現(xiàn)前的時期可稱為電力電子技術的史前或黎明時期。70年代后期以門極可關斷品閘管（GTO），電力雙極型品體管（BJT），電力場效應 管（Power-MOSFET）為代表的全控型器件全速發(fā)展（全控型器件的特點是 通過對門極既柵極或基極的控制既可以使其開通又可以使其關斷），使電力 電子技術的面貌煥然一新進入了新的發(fā)展階段。80年代后期，以絕緣柵極 雙極型品體管（IGBT可看作MOSFET和BJT的復合）為代表的復合型器 件集驅動功率小，開關速度快，通態(tài)壓降小，在流能力大于一身，性能優(yōu) 越使之成為現(xiàn)代電力電子技術的主導器件。為了使

5、電力電子裝置的結構緊 湊，體積減小，常常把若十個電力電子器件及必要的輔助器件做成模塊的 形式，后來又把驅動，控制，保護電路和功率器件集成在一起，構成功率 集成電路（PIC）。目前PIC的功率都還較小但這代表了電力電子技術發(fā)展 的一個重要方向利用電力電子器件實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術，有時也稱為功率電 子技術。一般情況下，它是將一種形式的工業(yè)電能轉換成另一種形式的工 業(yè)電能。例如，將交流電能變換成直流電能或將直流電能變換成交流電能； 將工頻電源變換為設備所需頻率的電源；在正常交流電源中斷時，用逆變 器（見電力變流器）將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。應用電力 電子技術還能實現(xiàn)非電能與電能之間

6、的轉換。例如，利用太陽電池將太陽 輻射能轉換成電能。與電子技術不同，電力電子技術變換的電能是作為能 源而不是作為信息傳感的載體。因此人們關注的是所能轉換的電功率。電力電子技術是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新 興學科。因它本身是大功率的電技術，又大多是為應用強電的工業(yè)服務的， 故常將它歸屬于電工類。電力電子技術的內容主要包括電力電子器件、電 力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導體為基本材料， 最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎為半導體物理學；它的工藝技術為 半導體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。 電力電子電路吸收了電子學的理論基礎，根據(jù)器

7、件的特點和電能轉換的要 求，又開發(fā)出許多電能轉換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保 護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。利用這些電路， 根據(jù)應用對象的不同，組成了各種用途的整機，稱為電力電子裝置。這些 裝置常與負載、配套設備等組成一個系統(tǒng)。電子學、電工學、自動控制、 信號檢測處理等技術常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應用。二、MATLAB軟件介紹MATLAB是一個功能強大的常用數(shù)學軟件，它不但可以解決數(shù)學中的數(shù)值計 算問題，還可以解決符號演算問題，并且能夠方便地繪出各種函數(shù)圖形。由于 MATLAB帶有一些強大的具有特殊功能的工具箱，而且隨著近年來它的版本不斷 升級，所含的工具箱功

8、能越來越豐富，工具越來越多，應用范圍也越來越廣，涵 蓋了當今幾乎所有的工業(yè)、電子、醫(yī)療、建筑等各領域，MATLAB自1984年由美 國的MathWorks公司推向市場以來，歷經十幾年的發(fā)展和競爭，現(xiàn)已成為國際最 優(yōu)秀的科技應用軟件之一。MATLAB中的仿真集成環(huán)境Simulink工具箱，是進行系統(tǒng)分析與射擊隊有力 工具。Simulink是一個圖形化的建模工具，具有兩個顯著功能：SIMU (仿真) 和LINK (連接)。用來進行動態(tài)系統(tǒng)仿真、建模和分析的軟件包，不但支持線 性系統(tǒng)仿真，也支持非線性系統(tǒng)；既可以進行連續(xù)系統(tǒng)，也可以進行離散系統(tǒng)仿 真。Simulink提供了各種仿真工具，尤其是它不斷

9、擴展的、內容豐富的模塊庫， 為系統(tǒng)的仿真提供了極大便利。在Simulink平臺上，拖拉和連接典型模塊就可 以繪制仿真對象的模型框圖，并對模型進行仿真。在Simulink平臺上仿真模型的 可讀性很強，這就避免了在MATLAB窗口使用MATLAB命令和函數(shù)仿真時， 需要熟悉記憶大量M函數(shù)的麻煩，對廣大工程技術人員來說，這無疑是最好的 福音。現(xiàn)在的MATLAB都同時捆綁了Simulink，Simulink的版本也在不斷地升級， 從 1993年的MATLAB 4.0 / Simulink1.0版到2001年的MATLAB 6.1 / Simulink 4.1 版2002年即推出了MATLAB6.5 /

10、 Simulink 5.0版。MATLAB已經不再是單純的 ”矩陣實驗室了，它已經成為一個高級計算和仿真平臺。Simulink原本是為控制系統(tǒng)的仿真而建立的工具箱，在使用中易編程、易拓 展，并且可以解決MATLAB不易解決的非線性、變系數(shù)等問題。它能支持連續(xù) 系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的仿真，支持連續(xù)離散混合系統(tǒng)的仿真，也支持線性和非線性系 統(tǒng)的仿真，并且支持多種采樣頻率(Multirate)系統(tǒng)的仿真，也就是不同的系統(tǒng)能 以不同的采樣頻率組合，這樣就可以仿真較大、較復雜的系統(tǒng)。因此，各科學領 域根據(jù)自己的仿真需要，以MATLAB為基礎，開發(fā)了大量的專用仿真程序，并 把這些程序以模塊的形式都放人Simul

11、ink中，形成了模塊庫。Simulink的模塊庫 實際上就是用MATLAB基本語句編寫的子程序集?，F(xiàn)在Simulink模塊庫有三級 樹狀的子目錄，在一級目錄下就包含了 Simulink最早開發(fā)的數(shù)學計算工具箱、控 制系統(tǒng)工具箱的內容，之后開發(fā)的信號處理工具箱(DSP Blocks)、通信系統(tǒng)工具 箱(Comm)等也并行列入模塊庫的一級子目錄，逐級打開模塊庫瀏 覽器(Simulink Library Browser )的目錄，就可以看到這些模塊。Simulink創(chuàng)建模型、仿真的過程方法介紹如下：1、Simulink 建模一個典型的Simulink模型由信號源模塊、被模擬的系統(tǒng)模塊和輸出顯示 模塊

12、三個類型模塊構成。其基本特點有：1）Simulink提供許多的Scope （示波器）接收器模塊，使得Simulink進行 仿真具有圖形化顯示效果；2）Simulink模型具有層次性，通過底層子系統(tǒng)可以構建上層母系統(tǒng)；3）Simulink提供對子系統(tǒng)進行封裝功能，用戶可以自定義子系統(tǒng)的圖標和 設置參數(shù)對話框。2、Simulink仿真基本過程1）打開一個空白的Simulink模塊窗口；2）進入Simulink模塊庫瀏覽界面，將相應模塊庫中所需的模塊拖拉到編輯 窗口里；3）修改編輯窗口中模塊參數(shù)；4）將各模塊按給定框圖連接，搭建所需系統(tǒng)模型；仿真觀察結果，修正參數(shù);5）保存模型。第二章電力電子器件介

13、紹電力電子器件是指可直接用于處理電能的主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制 的電子器件。同我們在學習電子技術基礎時廣泛接觸的處理信息的電子器件一 樣，廣義上電力電子器件也可以分為電真空器件和半導體器件兩類。由于電力電子器件直接用于處理電能的主電路，因而同處理信息的電子器件 相比，它一般具有如下的特征：電力電子器件所能處理電功率的大小，也就是其承受電壓和電流的能力， 是其最重要的參數(shù)。因為處理的電功率較大，所以為了減少本身的損耗，提高效率，電力電 子器件一般都工作在開關狀態(tài)。在實際應用當中，電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制。盡管工作在開關狀態(tài)，但是電力電子器件自身的功率損耗通常仍遠大于 信息電

14、子器件，因而為了保證不致于損耗散熱的熱量導致器件溫度過高而損壞， 不僅在器件封裝上比較講究散熱設計，而且在其工作時一般都還需要安裝散熱 器。此外，電力電子器件在實際應用中，一般是由控制電路、驅動電路和電力電 子器件為核心的組成一個系統(tǒng)。一.電力二極管特性介紹不可控器件電力二極管(Power Diode)自20世紀50年代初期就獲得應 用，當時也被稱為半導體整流器(Semiconductor RectifierSR)。雖然是不可控器件，但結構和原理簡單，工作可靠。電力二極管的基本結構和工作原理與信息電子電路中的二極管一樣，以半導 體PN結為基礎，由一個面積較大的PN結和兩端引線以及封裝組成的。由

15、于PN 結具有單向導電性，所以二極管是一個正方向單向導電、反方向阻斷的電力電子 器件。從外形上看，主要有螺栓型平板型兩種封裝。電力二極管的基本特性一一電力二極管的伏安特性:當電力二極管承受的正向電壓大到一定值（門檻電壓UTO）,正向電流才開 始明顯增加，處于穩(wěn)定導通狀態(tài)。與正向電流IF對應的電力二極管兩端的電壓 UF即為其正向電壓降。當電力二極管承受反向電壓時，只有少子引起的微小而 數(shù)值恒定的反向漏電流。2 ）動態(tài)特性動態(tài)特性一一因結電容的存在，三種狀態(tài)之間的轉換必然有一個過渡過程， 此過程中的電壓一電流特性是隨時間變化的。開關特性一一反映通態(tài)和斷態(tài)之間的轉換過程。關斷過程：a）須經過一段短暫

16、的時間才能重新獲得反向阻斷能力，進入截止狀態(tài)；b）在關斷之前有較大的反向電流出現(xiàn)，并伴隨有明顯的反向電壓過沖。a)b)a）正向偏置轉換為反向偏置 b）零偏置轉換為正向偏置開通過程：電力二極管的正向壓降先出現(xiàn)一個過沖UFP，經過一段時間才趨于接近穩(wěn)態(tài) 壓降的某個值（如2V）。這一動態(tài)過程時間被稱為正向恢復時間tf。電導調制效應起作用需一定的時間來儲存大量少子，達到穩(wěn)態(tài)導通前管壓降 較大。正向電流的上升會因器件自身的電感而產生較大壓降。電流上升率越大，UFP 越高。2、電力二極管測試單元電路電力二極管測試單元電路就是通過基本電路驗證電路二極管的工作特性。當 二極管導通時，二極管上有電流流過，但沒有

17、電壓；當二極管截止時，二極管上 沒有電流流過，但二極管兩端有電壓。仿真電路圖如下：Continuous仿真所得的電力二極管的電流(Iak)和電壓(Vak)的波形如下:參數(shù)說明:1、AC Voltage Source: Peak amplitude(V)is 100;Phase(deg) is 0;Frequency(Hz) is 50;Sample time is 0.2、Thyristor: Resistance Ron(ohms) is 0.001;Inductance Lon(H) is 0;Forward voltage Vf(V) is 0.8;Initial current Ic(

18、A) is 0; Snubber resistance Rs ( ohms)is 500; Snubber capacitance Cs(F) is 250e-9.仿真結果分析：由于電力二極管的內阻很小，所以管壓降可以忽略不計。在此條件下，仿 真波形是滿足條件的。由仿真波形可以看出，當電力二極管上的電壓大于零時， 電力二極管上流過的電流是大于零的；當電力二極管上的電壓變負值時，電力二 極管上流過的電流為零。二、品閘管特性介紹品閘管(Thyristor)就是硅品體閘流管，普通品閘管也稱為可控硅SCR,普通 品閘管是一種具有開關作用的大功率半導體器件。目前，品閘管的容量水平已達 8kV / 6kA

19、。品閘管是具有四層PNPN結構、三端引出線(A、K、G)的器件。常見品閘管的 外形有兩種：螺栓型和平板型。品閘管的基本特點有三個：欲使品閘管導通需具備兩個條件有：應在品閘管的陽極與陰極之間加上正向電壓。應在品閘管的門極與陰極之間也加上正向電壓和電流。品閘管一旦導通，門極即失去控制作用，故品閘管為半控型器件。為使品閘管關斷，必須使其陽極電流減小到一定數(shù)值以下，這只有用使 陽極電壓減小到零或反向的方法來實現(xiàn)。1、品閘管的工作特性單向品閘管的伏安特性曲線如圖所示。從特性曲線上可以看出它分五個區(qū)， 即反向擊穿區(qū)、反向阻斷區(qū)、正向阻斷區(qū)、負阻區(qū)和正向導通區(qū)。大多數(shù)情況下， 品閘管的應用電路均工作在正向阻

20、斷和正向導通兩個區(qū)域。品閘管A、K極間所 加的反向電壓不能大于反向峰值電壓，否則有可能便其燒毀。單向品閘管的上述特性，可以用以下幾個主要參數(shù)來表征：額定平均電流IT:在規(guī)定的條件下，品閘管允許通過的50Hz正弦波電流 的平均值。正向轉折電壓VB0:是指在額定結溫及控制極開路的條件下，在陽極和陰 極間加以正弦波半波正向電壓，使其由關斷狀態(tài)發(fā)生正向轉折變?yōu)閷顟B(tài)時所 對應的電壓峰值。單向品閘管伏安特性曲線：正向阻斷峰值電壓VDRM:定義為正向轉折電壓減去100V后的電壓值。反向擊穿電壓VBR:是指在額定結溫下，陽極和陰極間加以正弦波反向電 壓，當其反向漏電流急劇上升時所對應的電壓峰值。反向峰值電

21、壓VRRM:定義為反向擊穿電壓減去1OOV后的電壓值。正向平均壓降VT:是指在規(guī)定的條件下，當通過的電流為其額定電流時， 品閘管陽極、陰極間電壓降的平均值。維持電流IH:是指維持品閘管導通的最小電流?？刂茦O觸發(fā)電壓VCT和觸發(fā)電流IGT:在規(guī)定的條件下，加在控制極上的 可以使品閘管導通的所必需的最小電壓和電流。導通時間tg(ton):從在品閘管的控制極加上觸發(fā)電壓VGT開始到品閘 管導通，其導通電流達到90%時的這一段時間稱為導通時間。關斷時間tg(toff):從切斷品閘管的工向電流開始到控制極恢復控制能力 的這一段時間稱為關斷時間。此外，品閘管還有一些其他參數(shù)，例如，為了使品閘管能可靠地觸發(fā)

22、導通， 對加在控制極上的觸發(fā)脈沖寬度是有一定要求的；為使品閘管能可靠地關斷，對 品閘管的工作頻率也有一定的規(guī)定；為避免品閘管損壞，對控制極的反向電壓也 有一定的要求。2、品閘管測試單元電路品閘管的測試電路如下:參數(shù)說明：1、AC Voltage Source: Peak amplitude(V)is 120;Phase(deg) is 0;Frequency(Hz) is 50;Sample time is 0.2、Thyristor: Resistance Ron(ohms) is 0.001;Inductance Lon(H) is 0;Forward voltage Vf(V) is 0

23、.8;Initial current Ic(A) is 0; Snubber resistance Rs (ohms) is 10; Snubber capacitance Cs(F) is4e-6.3、Pulse Generator: Pulse type is Tme based;Time (t) is Use simulation time;Amplitude is 10;Period(secs) is 0.02/2;Pulse Width (% of period) is 10;Phase delay (secs) is 0.仿真所得的品閘管的電流和電壓的波形如下:仿真結果分析：由于品

24、閘管是半控型器件，所以接在門極的脈沖只起到觸發(fā)品閘管導通的 作用，一旦晶閘管導通，則它跟電力二極管的一樣的。上圖所示的波形為觸發(fā)脈 沖的相角為0度時的測試結果。從圖中可以看出，當晶閘管兩端的電壓大于零時， 晶閘管開始導通；當晶閘管兩端的電壓由正變負時，晶閘管截止，其上流過的電 流變?yōu)榱恪Ｈ?、IGBT特性介紹IGBT相當于一個由MOSFET驅動的厚基區(qū)BJT。從圖中我們還可以看到在 集電極和發(fā)射極之間存在著一個寄生晶閘管，寄生晶閘管有擎住作用。采用空穴 旁路結構并使發(fā)射區(qū)寬度微細化后可基本上克服寄生晶閘管的擎住作用。IGBT 的低摻雜N漂移區(qū)較寬，因此可以阻斷很高的反向電壓。IGBT工作原理：當

25、UDSV0時，J3PN結處于反偏狀態(tài)，IGBT呈反向阻斷狀態(tài)。當UDS0時，分兩種情況：若門極電壓UGV開啟電壓UT，IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。若門極電壓UG開啟電壓UT，IGBT正向導通。IGBT的柵極驅動：(1)柵極驅動電路對IGBT的影響正向驅動電壓+V增加時，IGBT輸出級晶體管的導通壓降和開通損耗值 將下降，但并不是說+V值越高越好。IGBT在關斷過程中，柵射極施加的反偏壓有利于IGBT的快速關斷。柵極驅動電路最好有對IGBT的完整保護能力。為防止造成同一個系統(tǒng)多個IGBT中某個的誤導通，要求柵極配線走向 應與主電流線盡可能遠，且不要將多個IGBT的柵極驅動線捆扎在一起。2) IGBT

26、柵極驅動電路應滿足的條件：柵極驅動電壓脈沖的上升率和下降率要充分大。在IGBT導通后，柵極驅動電路提供給IGBT的驅動電壓和電流要具有 足夠的幅度。柵極驅動電路的輸出阻抗應盡可能地低。柵極驅動條件與IGBT的特性密切相關。設計柵極驅動電路時，應特別注 意開通特性、負載短路能力和引起的誤觸發(fā)等問題1、IGBT的工作特性1)靜態(tài)特性a)IGBT的伏安特性b) IGBT的開關特性IGBT的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉移特性和開關特性。IGBT的伏安特性是指以柵源電壓Ugs為參變量時，漏極電流與柵極電壓 之間的關系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs的控制，Ugs越高，Id越 大。它與GTR的輸出特性相

27、似.也可分為飽和區(qū)1、放大區(qū)2和擊穿特性3部 分。在截止狀態(tài)下的IGBT，正向電壓由J2結承擔，反向電壓由J1結承擔。 如果無N+緩沖區(qū)，則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區(qū)后， 反向關斷電壓只能達到幾十伏水平，因此限制了 IGBT的某些應用范圍。IGBT的轉移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關系曲線。 它與MOSFET的轉移特性相同，當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時，IGBT處 于關斷狀態(tài)。在IGBT導通后的大部分漏極電流范圍內，Id與Ugs呈線性關系。 最高柵源電壓受最大漏極電流限制，其最佳值一般取為15V左右。IGBT的開關特性是指漏極電流與漏源電壓之間的

28、關系。IGBT處于導通態(tài) 時，由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管，所以其B值極低。盡管等效電路為 達林頓結構，但流過MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。此時，通 態(tài)電壓Uds(on)可用下式表示：Uds(on) = Uj1 + Udr + IdRoh式中Uj1 JI結的正向電壓，其值為0.71V ； Udr 擴展電阻Rdr 上的壓降；Roh溝道電阻。通態(tài)電流Ids可用下式表示：Ids=(1+Bpnp)Imos式中Imos 流過MOSFET的電流。由于N+區(qū)存在電導調制效應，所以IGBT的通態(tài)壓降小，耐壓1000V的 IGBT通態(tài)壓降為23V。IGBT處于斷態(tài)時，只有很小的泄漏電流存

29、在。2)動態(tài)特性IGBT在開通過程中，大部分時間是作為MOSFET來運行的，只是在漏源 電壓Uds下降過程后期，PNP晶體管由放大區(qū)全飽和，又增加了一段延遲時 間。td(on)為開通延遲時間，tri為電流上升時間。實際應用中常給出的漏極電 流開通時間ton即為td (on) tri之和。漏源電壓的下降時間由tfe1和tfe2組成。IGBT的觸發(fā)和關斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓，柵 極電壓可由不同的驅動電路產生。當選擇這些驅動電路時，必須基于以下的參數(shù) 來進行：器件關斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因 為IGBT柵極-發(fā)射極阻抗大，故可使用MOSFET驅動

30、技術進行觸發(fā)，不過由 于IGBT的輸入電容較MOSFET為大，故IGBT的關斷偏壓應該比許多MOSFET 驅動電路提供的偏壓更高。IGBT的開關速度低于MOSFET，但明顯高于GTR。IGBT在關斷時不需要負柵 壓來減少關斷時間，但關斷時間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。IGBT 的開啟電壓約34V，和MOSFET相當。IGBT導通時的飽和壓降比MOSFET低而和 GTR接近，飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。2、IGBT測試單元電路IGBT仿真電路圖如下:參數(shù)說明：1、AC Voltage Source: Peak amplitude (V) is 120;Phase (deg) is 0

31、;Frequency (Hz) is 50;Sample time is 0.2、IGBT:Resistance Ron (ohms) is 0.01;Inductance Lon (H) is 1e-6;Forward voltage Vf (V) is 1;Current 10% fall time Tf (s) is 1e-6;Current tail time Tt (s) is 2e-6;Initial current Ic (A) is 0; Snubber resistance Rs (ohms) is 1e2; Snubber capacitance Cs (F) is inf

32、.3、Pulse Generator: Pulse type is Tme based;Time (t) is Use simulation time;Amplitude is 10;Period (secs) is 0.02/2;Pulse Width (% of period) is 10;Phase delay (sec) is 0.仿真所得的IGBT的電流(Iak)和電壓(Vak波形圖如下:Pulse仿真結果分析第三章主電路工作原理一、單相橋式逆變電路1、半橋逆變電路1.1電路結構1.2工作原理V1和V2柵極信號各半周正偏、半周反偏，互補。uo為矩形波，幅值為Um二Ud/2, i波形隨

33、負載而異，感性負載時，圖1-3b，V或V通時，i和u o12o o同方向，直流側向負載提供能量，VD或VD通時，i和u反向，電感中貯能 12o o向直流側反饋，VDVD2稱為反饋二極管，還使io連續(xù)，又稱續(xù)流二極管。2、全橋逆變電路2.1電路結構VI), VDp VI), VD0LXXib)2.2工作原理兩個半橋電路的組合。1和4一對，2和3另一對，成對橋臂同時導通，交 替各導通180。uo波形同圖1-3b。半橋電路的uo，幅值高出一倍Um=Udo io 波形和圖5-6b中的io相同，幅值增加一倍，單相逆變電路中應用最多的?？刹捎靡葡喾绞秸{節(jié)逆變電路的輸出電壓，稱為移相調壓。各柵極信號為 18

34、0正偏，180反偏，且V1和V2互補，V3和V4互補關系不變。V3的基極信號 只比V1落后q(0q:ole iLesktop Hindew HelpSignal number:Display FFT window由FFf分析可知：在酶航觥博迎,鉀=5相(-EcaEEPLmLL-M口e沼巨Max Frequency (Hz):3000Fr equency axis:Harmonic orderDisplay style :Bar (rehative to Fund, or DC) IBase value:即N=15用 Display波電壓的幅值為U1m=150.9V，基本滿足理論上的U1m二m*

35、Ud(即300*0.5=150)。 諧波分布中最高的為29次和31次諧波，分別為基波的71.75%和72.36%，考慮 最高頻率為4500Hz時的THD達到106.50%。四、雙極性SPWM方式下的單相橋式逆變電路雙極性SPWM控制方式下的單相橋式逆變電路主電路與上圖相同，只需把單 極性SPWM發(fā)生模塊改為雙極性SPWM發(fā)生模塊即可。參數(shù)設置使之同單極性SPWM方式下的單相橋式逆變電路相同，即將調制深度m 設置為0.5，輸出基波頻率設為50Hz，載波頻率設為基波的15倍(750Hz)，仿 真時間設為0.06s，在powergui中設置為離散仿真模式，采樣時間設為1e-005s， 運行后可得仿真結果，輸出交流電壓，交流電流