时间：2022-08-22 08:19:51
Matlab/Simulink是在电力电子系统级仿真中使用较为广泛的一种仿真软件，利用仿真软件对于三相SPWM逆变器进行仿真，可以对逆变器的参数设置以及其输出特性进行研究。
【关键词】SPWM 三相逆变器 Mmatlab/Simulink 建模与仿真
1 电力电子技术的发展
变流技术和电力电子器件制造技术是电力电子技术两块主要的分支，其中电力电子器件的制造技术更是电力电子技术发展的基础，从最早的半控型器件晶闸管（SCR），到具有划时代意义的全控型器件绝缘栅双极晶体管（IGBT）再到最新型的MOS控制晶闸管（MCT）、静电感应晶体管（SIT）、集成门极换流晶闸管（IGCT），无不对电力电子电路性能的飞跃性提升，新应用领域的开拓起着决定性的作用，可以毫不夸张的说电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。
2 逆变器概述
PWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），脉冲一般指的是方波脉冲，通过调节其占空比，就可以改变等效输出电压的大小。现在电机调速广泛应用这一技术。
PWM控制的基本原理基于采样控制定理中的惯性定律：惯性环节在一系列的窄脉冲的作用下，其在一段时间内的动态行为与等效波形基本相同。 PWM调制的这种性质应用在逆变电路上时，通过数字信号处理芯片DSP对全控器件（IGBT等电力电子器件）的关断进行控制，可以在电路中施加一系列的窄脉冲，这样的窄脉冲经傅里叶分解以后主要的能量集中在电路所需要的特定低频电压电流中（50Hz），而产生的高频电压电流很容易便可以被滤波电路滤除。
3 三相电压型桥式逆变电路
3.1 电路拓扑分析
三相电路的三相U、V、W行为是对称的，相互之间互差120个电角度。这里以U相为例，通过双极性调制方式来控制电路的开闭状态。通过外电路提供给调制电路一个三角波载波uc，通过对载波电压urU和调制信号 幅值的比较，来决定全控器件的开通和关闭行为。在U相上下的两个桥臂是互补导通的，当uc>urU，上桥臂V1导通，下桥臂V1关断，反之亦然。而续流通道VD1和VD4的工作情况则主要取决于此时电流的流向，为整个电路提供续流通道。每次全控半导体器件开通，都会向负载施加uUN'=ud/2的电压，这就形成了一系列的电压窄脉冲，如图1。
3.2 SPWM逆变器的工作原理
为了生成和逆变器输出的正弦波等效的窄脉冲序列，可以等分正弦波为N份，每一份是不同高度，相同宽度的窄脉冲，这些窄脉冲组成的序列施加在负载上，与正弦电压的效果相同。
如何确定这些脉冲的幅值，通常令其等于逆变器在同时刻输出的正弦波的瞬时值。而产生这些窄脉冲，只需要在半导体开关器件的驱动门极上施加与所要得到脉冲一致的驱动信号，理论上就可以得到预期的波形。
3.3 三相电压源SPWM逆变器的建模与仿真
3.3.1仿真模型中主要模块的提取路径（如表1）
3.3.2主要参数设置
PWM Generator的参数设置如表2。
Universal Bridge的参数设置如表3：
万用表Multimeter1选择Ub：1，Ub：2，Ub：3三项参数显示；Multimeter2选择Ib：1，Ib：2，Ib：3三项参数显示；Multimeter3的参数设置参照Multimeter2设置。
其它参数设置，如表4。
3.3.3仿真结果
下面是输出交流f=50Hz调制度m=0.8时的仿真曲线，图中显示的依次是逆变器的输出电压波形；逆变器输出电流波形；A相阻感性负载电流的有效值，如图2。
4 总结
现代电力电子技术的迅猛发展为国民生产的各个行业注入了强大的活力。作为电力电子变流的主要分支，逆变技术在近年也获得了蓬勃的发展，光伏并网发电，开关电源制造都以逆变技术作为支撑。
参考文献
[1]王兆安，刘进军.电力电子技术（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2009（07）.
[2]M D Singhu，K B Khanchandani.Piwer Electronics [M].北京：清华大学出版社，2011（08）.
[3]林飞，杜欣.电力电子应用技术的MATLAB仿真[M].北京：中国电力出版社， 2009（01）.
[4]周又玲.MATLAB在电气信息类专业中的应用[M].北京：清华大学出版社，2011.
作者单位
福贡丰源水电发展有限公司 云南省怒江傈僳族自治州福贡县 673400