正弦脈寬調制波SPWM的仿真優化

測控論文編號:CK121   論文字數:14306,頁數:52

目 錄

版權使用授權書……………………………………………………………………………………Ⅰ
摘要……………………………………………………………………………………………………Ⅱ
Abstract ……………………………………………………………………………………………Ⅲ
1  前言……………………………………………………………………………………………… 1
2  正弦脈寬調制變頻器…………………………………………………………………… ……2
    2.1  PWM變頻器…………………………………………………………………………………2
    2.2  電壓SPWM原理…………………………………………………………………………… 3
    2.3  單極式SPWM ………………………………………………………………………………4
    2.4  雙極式SPWM ………………………………………………………………………………7
3  SPWM采樣法仿真………………………………………………………………………………10
 3.1  自然采樣法仿真 …………………………………………………………………………10
        3.1.1  自然采樣法概述 …………………………………………………………………10
        3.1.2  脈沖開關點算法 …………………………………………………………………11
        3.1.3  逆變電路仿真 ……………………………………………………………………15
                    3.1.4  電壓諧波分析 ………………………………………………………18
    3.2  對稱規則采樣法仿真 ……………………………………………………………………20
        3.2.1  對稱規則采樣法概述 ……………………………………………………………20
        3.2.2  脈沖開關點算法 …………………………………………………………………21
        3.2.3  逆變電路仿真 ……………………………………………………………………26
                  3.2.4  電壓諧波分析 …………………………………………29
    3.3  不對稱規則采樣法仿真 …………………………………………………………………30
        3.3.1  不對稱規則采樣法概述 …………………………………………………………30
        3.3.2  脈沖開關點算法 …………………………………………………………………31
        3.3.3  逆變電路仿真 ……………………………………………………………………35
                    3.3.4  電壓諧波分析 …………………………………………………37
4  總結………………………………………………………………………………………………39
致謝……………………………………………………………………………………………...……40
參考文獻 ……………………………………………………………………………………………41
附錄……………………………………………………………………………………………………42

摘 要
   
    目前，SPWM（正弦脈寬調制）控制技術已被廣泛應用于電力電子逆變電源中。理論上，提高開關頻率可以減小逆變電源輸出波形的諧波，改善波形質量。但是，開關頻率的提高會進一步增加功率器件的開關損耗。在較低的開關頻率下，為了降低逆變電源輸出波形的諧波畸變，各種SPWM 控制策略相繼提出，并被廣泛應用。SPWM 的控制就是根據三角載波與正弦調制波比較后的交點來確定逆變器功率器件的開關時刻，如何計算SPWM 的開關點，是SPWM 信號生成中的一個難點，也是當前人們研究的一個熱門課題。本文論述了SPWM 控制原理及目前廣泛應用的幾種采樣方法（自然采樣、規則采樣、不規則采樣），運用MATLAB仿真軟件對幾種采樣方法進行仿真，對比分析了這幾種采樣方法的優缺點及輸出電壓中的諧波成分，更好的抑制與消除輸出電壓中的諧波成分，以達到優化的效果。

關鍵詞： 正弦脈寬調制，控制原理，采樣方法，MATLAB仿真，諧波分析 

Abstract
 
 At present， SPWM (Sinusoidal Pulse Width Modulation) control technology has been widely used in power electronic inverter. Theoretically， improve the inverter switching frequency can reduce the output waveform of the harmonic and improve the waveform quality. However， switch frequency increases will further increase the switch loss. In the lower switching frequencies， in order to reduce the harmonic distortion of the inverter output waveform. Various of SPWM control strategy is put forward，and have widely application. The control is based on triangle SPWM sine wave after comparing with the carrier to determine the intersection of switch power inverter，how to calculate the switch points is a difficulty in SPWM signal generated， and also a hot research subject in current. This article discusses the principle of SPWM control and the current widely used several sampling methods (natural sampling， Regular sampling， irregular sampling)，use of MATLAB software simulation the several sampling method， comparative analysis of the advantages and disadvantages of these different sampling methods and the output voltage harmonic components， better inhibit and eliminate the harmonic voltage output， in order to achieve optimal effect.
Keywords： Sinusoidal pulse width modulation，Control principle，Sampling method，    MATLAB simulation，Harmonic analysis