畢業(yè)論文--電流逆變器的matlab仿真

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目 電流逆變器的MATLAB仿真 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　院 部 物理與電子工程學(xué)院 </p>&

2、lt;p>　　電流逆變器的MATLAB仿真</p><p>　　摘 要：電流型逆變器(CSI)具有很多優(yōu)點(diǎn)：主電路簡(jiǎn)單；便于實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)和四象限運(yùn)行；限流能力強(qiáng)，短路保護(hù)可靠性高；適用于中、大容量的相量控制，用于電力拖動(dòng)時(shí)能在寬范圍內(nèi)精確控制轉(zhuǎn)矩和速度等。</p><p>　　在分析逆變電路基本原理的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了一單相橋式電流型逆變器，和一三相橋式電流型逆變器，并對(duì)兩種逆變器

3、作了理論分析和計(jì)算機(jī)仿真研究，觀察輸出電壓波形、系統(tǒng)輸入電流波形、電壓電流波形的諧波情況、不同仿真條件時(shí)系統(tǒng)輸入輸出的變化情況和理論分析的結(jié)果進(jìn)行比較。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電流逆變器；MATLAB；仿真</p><p>　　MATLAB-based simulation of bi-directional inverter</p><p><b>

4、;　　xx</b></p><p>　　Abstract: CSI has many advantages: the main circuit is simple,easy to realize regenerative braking and four quadrant operation, The current limit ability is strong, short circuit pr

5、otection high reliability; Suitable for medium and large capacity of phasor control, when used in electric power drag in wider range precise control torque and speed, etc. </p><p>　　this paper introduces the

6、 design of a single-phase bridge type current-mode inverter, and a three-phase bridge type currentmode inverter on the analysis of the basic principle of inverter circuits ,and two inverter to the theoretical analysis an

7、d computer simulation,observe the output voltage waveform, system input currents, voltage current waveform of harmonic, different simulation conditions when system input and output the changing situation and theoretical

8、analysis results are compared. </p><p>　　Keywords: Current inverter, MATLAB, simulation </p><p><b>　　目 錄 </b></p><p><b>　　緒論2</b></p><p><b

9、>　　1概述3</b></p><p>　　1.1 MATLAB 簡(jiǎn)介3</p><p><b>　　1.2 逆變器3</b></p><p>　　1.2.1 電流型逆變器的研究意義3</p><p>　　1.2.2 電流型逆變器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀4</p><p>

10、　　2 電流型逆變電路的原理4</p><p>　　2.1單相電流型逆變電路4</p><p>　　2.1.1 單相電流型逆變電路的工作原理4</p><p>　　2.1.2 單相電流逆變電路的數(shù)學(xué)分析4</p><p>　　2.2 三相電流型逆變電路5</p><p>　　2.2.1 三相電流型逆變電

11、路的工作原理5</p><p>　　2.2.2 三相電流型逆變電路的分析6</p><p>　　3 電路仿真設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1單相電流型逆變電路仿真8</p><p>　　3.1.1 單相電流型逆變電路8</p><p>　　3.1.2 參數(shù)設(shè)置9</p><p&g

12、t;　　3.1.3 仿真結(jié)果10</p><p>　　3.2三相電流型逆變電路的仿真10</p><p>　　3.2.1 三相電流型逆變電路10</p><p>　　3.2.2 參數(shù)設(shè)置10</p><p>　　3.2.3 仿真結(jié)果11</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)13</b&

13、gt;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　致 謝15</b></p><p><b>　　附錄16</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　逆變器就是

14、一種將低壓（12或24v或48v）直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。因?yàn)槲覀兺ǔＪ菍?20伏交流電整流變成直流電來(lái)使用，而逆變器的作用與此相反，因此而得名。我們處在一個(gè)“移動(dòng)”的時(shí)代，移動(dòng)辦公，移動(dòng)通訊，移動(dòng)休閑和娛樂(lè)。在移動(dòng)的狀態(tài)中，人們不但需要由電池或電瓶供給的低壓直流電，同時(shí)更需要我們?cè)谌粘－h(huán)境中不可或缺的220v交流電，逆變器就可以滿足我們的這種需求。</p><p>　　逆變器主要分為電壓型和電流型

15、兩大類(lèi)，電壓型逆變器一直是研究的重點(diǎn)，這主要是因?yàn)殡妷盒湍孀兤髦袃?chǔ)能元件電容與電流型逆變器中儲(chǔ)能元件電感相比，儲(chǔ)能效率和儲(chǔ)能器件體積、價(jià)格都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，從而制約了電流型逆變器的應(yīng)用和研究。電流型逆變器的應(yīng)用不如電壓型逆變器應(yīng)用廣泛，且相關(guān)理論的研究相對(duì)較少，但是電流型逆變器在實(shí)際應(yīng)用中也有其獨(dú)特性，尤其適用于大功率變流系統(tǒng)以及有特殊需求的應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　MATLAB是一種保證集數(shù)學(xué)、分析、可視

16、化、算法開(kāi)發(fā)與發(fā)布于一體的軟件平臺(tái)，可以應(yīng)用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真。1980年前后，New Mexico大學(xué)的Cleve Moler博士在講授線性代數(shù)課程過(guò)程中，意識(shí)到應(yīng)用一般高級(jí)語(yǔ)言編程解決工程計(jì)算問(wèn)題存在諸便，于是利用已有的一些軟件成果，采用Fortran語(yǔ)言構(gòu)思開(kāi)發(fā)了這套軟件，取名為MATLAB——MATrix LABoratoy(矩陣實(shí)驗(yàn)室)。之后，他又與John Little合作，采用C語(yǔ)言改寫(xiě)了MATLAB系統(tǒng)內(nèi)核，將其正式

17、推向市場(chǎng)。MATLAB語(yǔ)言是基于矩陣/數(shù)組運(yùn)算的高級(jí)語(yǔ)言，具備完整的流程控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。并具有面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)特性。它集成了許多工具和程序，具備管理工作空間及輸入、輸出數(shù)據(jù)功能，可為用戶提供不同的工具 來(lái)開(kāi)發(fā)、調(diào)試、管理應(yīng)用程序。利用MATLAB進(jìn)行仿真具有較高精度，滿足工程實(shí)際要求。MATLAB具有強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算功能，在電力電子技術(shù)過(guò)程中用用廣泛。</p><p>　　針對(duì)要完成的任務(wù)，把仿真設(shè)計(jì)

18、為4個(gè)階段，具體流程如下圖。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的主要工作就是對(duì)單相、三相電流型逆變電路的Matlab仿真。主要完成以下幾方面的工作：</p><p>　　分析單相、三相電流逆變電路的工作原理，建立它們的數(shù)學(xué)模型。</p><p>　　針對(duì)三相電流逆變電路，對(duì)PWM的空間矢量調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究。</p><p>　　利用MATLAB軟

19、件中的電力系統(tǒng)模塊（PSB），建立單相電流型逆變器系統(tǒng)模型，利用該模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)電流型逆變器的仿真，并驗(yàn)證其可行性和正確性。</p><p>　　通過(guò)對(duì)PWM技術(shù)的分析，建立三相電流逆變電路的仿真模型，并編寫(xiě)S函數(shù)用于求解逆變電路的電流和電壓，并驗(yàn)證其可行性和正確性。</p><p><b>　　1概述</b></p><p>　　1.1 MAT

20、LAB 簡(jiǎn)介</p><p>　　MATLAB是一種集數(shù)學(xué)、分析、可視化、算法開(kāi)發(fā)與發(fā)布于一體的軟件平臺(tái)，本課題要求熟悉逆變器變換電路的工作原理，利用MATLAB與Simulink為基礎(chǔ)，完成電力電子器件以及逆變器變換電路的建模及仿真和各種負(fù)載下的輸出波形分析。并以此為基礎(chǔ)，掌握MATLAB/Simulink對(duì)一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的基本方法。</p><p>　　Simulin

21、k是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。 </p><

22、p>　　Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口

23、(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到 系統(tǒng)的仿真結(jié)果。</p><p>　　構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink可以直接訪問(wèn)MATLAB大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)

24、試數(shù)據(jù)的定義。</p><p><b>　　1.2 逆變器</b></p><p>　　逆變電路是通用變頻器核心部件之一，起著非常重要的作用。它的基本作用是在控制電路的控制下將中間直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。同是逆變單路也是UPS的重要組成部分，逆變電路的作用非常的大，因此，對(duì)于逆變電路的深層次的學(xué)習(xí)是很有用的。</p>

25、<p>　　1.2.1 電流型逆變器的研究意義</p><p>　　由于通常的電力能源例如發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)和蓄電池等均屬于電壓源，而且VSI中的儲(chǔ)能元件電容器與CSI中的儲(chǔ)能元件電感器相比，儲(chǔ)能效率和儲(chǔ)能元件的體積、價(jià)格都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。所以電壓型逆變器及其控制方法的研究工作一直是人們研究的重點(diǎn)。但是，隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，電流型逆變器中電感的儲(chǔ)能效率問(wèn)題得到了很好的解決。</p><p

26、>　　電流型逆變器的應(yīng)用不如電壓型逆變器應(yīng)用廣泛，相關(guān)理論的研究相對(duì)較少，但是電流型逆變器在實(shí)際應(yīng)用中也有其獨(dú)特性，尤其適用于大功率變流系統(tǒng)以及有特殊需求的應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　1.2.2 電流型逆變器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　近年來(lái)國(guó)際和國(guó)內(nèi)超導(dǎo)技術(shù)都取得了突破性的發(fā)展，二十一世紀(jì)超導(dǎo)技術(shù)獎(jiǎng)獲得廣泛應(yīng)用已成為人們的共識(shí)。超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱SMES）在電力工業(yè)

27、有著廣泛的商業(yè)應(yīng)用前景。</p><p>　　與電壓型相比，電流型為SMES提供無(wú)功功率的能力更強(qiáng)，使SMES線圈承受的電壓波動(dòng)更小，交流功率損失更小，而且在大功率的應(yīng)用場(chǎng)合更易實(shí)現(xiàn)多橋并聯(lián)。儲(chǔ)能線圈電流源特性，采用電流型逆變器的SMES系統(tǒng)用于電力系統(tǒng)有功電流，無(wú)功電流和諧波電流補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償是以連接超導(dǎo)儲(chǔ)能線圈的逆變器向電網(wǎng)注入有功電流，無(wú)功電流和諧波電流的形式實(shí)現(xiàn)的，電力電子逆變器等效為可控的電流源。它能根據(jù)

28、電力系統(tǒng)的形勢(shì)需要發(fā)生快速響應(yīng)以產(chǎn)生或吸收相應(yīng)的有功功率、無(wú)功功率。</p><p>　　2 電流型逆變電路的原理</p><p>　　2.1單相電流型逆變電路</p><p>　　2.1.1 單相電流型逆變電路的工作原理</p><p>　　單相電流型逆變電路原理圖如圖2-11所示，它由4個(gè)橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂的晶閘管各串聯(lián)一個(gè)電抗器LT,

29、 LT之間不存在互感。LT用來(lái)限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的di/dt,使橋臂1、4和橋臂2、3以1000～ 2500HZ的中頻輪流導(dǎo)通，由此在負(fù)載上得到中頻交流電。</p><p>　　該電路是采用負(fù)載換相方式時(shí)，要求負(fù)載電流略超前于負(fù)載電壓，即負(fù)載略呈容性。實(shí)際負(fù)載一般是電磁感應(yīng)線圈（圖1中R和L），用來(lái)加熱置于線圈內(nèi)的鋼料。由于功率因數(shù)很低，故應(yīng)并聯(lián)補(bǔ)償電容器C。補(bǔ)償電容應(yīng)使負(fù)載過(guò)補(bǔ)償，使負(fù)載電路處于容性小失諧的工作狀

30、態(tài)。電容C和L、R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，故這種逆變電路也被稱為并聯(lián)諧振式逆變電路。負(fù)載換流方式要求負(fù)載超前于電壓，因此補(bǔ)償電容應(yīng)使負(fù)載過(guò)補(bǔ)償，是負(fù)載電路總體上工作在容性小失諧的情況下。</p><p>　　與電壓型逆變電路相比，由于電流源的強(qiáng)制作用，電流不可能反向流動(dòng)，電流型逆變電路的開(kāi)關(guān)元件兩端不需要反并聯(lián)二極管。當(dāng)開(kāi)關(guān)T1、T4閉合，T2、T3斷開(kāi)時(shí)，直流電流由x流向y，負(fù)載Io為正；當(dāng)T2、T3閉合，T1、T4

31、斷開(kāi)時(shí)，直流電流由y流向x，Io為負(fù)，Io為寬度為180°的方波交流電流。</p><p>　　2.1.2 單相電流逆變電路的數(shù)學(xué)分析</p><p>　　下面對(duì)單相電流型逆變電路進(jìn)行定量分析[1]：</p><p>　　如果忽略換流過(guò)程，Io可近似看成矩形波。將幅值為Id的矩形波Io展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)可得</p><p>　　其基

32、波有效值Io1和基波幅值Io1m為：</p><p>　　負(fù)載電壓有效值Uo和直流電壓Ud的關(guān)系</p><p>　　逆變電路的輸入功率Pi為</p><p>　　逆變電路的輸出功率Po為</p><p>　　因?yàn)镻o=Pi,于是可求得</p><p>　　圖2-11 單相電流型逆變電路</p><

33、p>　　2.2 三相電流型逆變電路</p><p>　　2.2.1 三相電流型逆變電路的工作原理</p><p>　　如前所述，直流電源的逆變電路稱為電流型逆變電路。實(shí)際上理想直流電流源并不多見(jiàn)，一般是在逆變電路直流側(cè)串聯(lián)一個(gè)大電感，因而大電感中的電流脈動(dòng)很小，因此可以近似看成直流電流源。采用反向阻斷型GTO的電流型三相橋式逆變電路如圖2-21所示。圖中的IGBT串聯(lián)二極管，構(gòu)成單

34、導(dǎo)開(kāi)關(guān)，保證電流的單向流通；圖中的交流側(cè)電容是為吸收換流時(shí)負(fù)載電感中存貯的能量而設(shè)置的，是電流型逆變電路的必要組成部分。電流型逆變電路有以下特點(diǎn)：</p><p>　　直流側(cè)為電流源（串聯(lián)大電感，相當(dāng)于電流源），直流側(cè)電流基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗（仿真時(shí)用直流源代替）。</p><p>　　電路中開(kāi)關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，與負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，而

35、交流測(cè)電壓波形和相位因負(fù)載阻抗角的不同而不同</p><p>　　直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，因電流不能反向，故可控器件不必反并聯(lián)二極管。</p><p>　　當(dāng)用于交-直-交變頻器且負(fù)載為電動(dòng)機(jī)時(shí)，若交-直變換為相控整流，則可很方便地實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。</p><p>　　這種電路的基本工作方式是120°導(dǎo)電方式。即每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電120°,

36、按VT1～VT6的順序每隔60°依次導(dǎo)通。這樣，每個(gè)時(shí)刻上下橋臂組都各有一個(gè)臂導(dǎo)通。換流時(shí)，是在上橋臂組或下橋臂組的組內(nèi)依次換流，為橫向換流。</p><p>　　2.2.2 三相電流型逆變電路的PWM分析</p><p>　　下面對(duì)三相電流型逆變電路做定量分析[3]：</p><p>　　輸出電流的基波有效值Io1和直流電流Id的關(guān)系式為：</p

37、><p>　　圖2-21 三相電流型逆變電路</p><p>　　定義電流型逆變器的開(kāi)關(guān)函數(shù)為</p><p>　　=1(上管導(dǎo)通)；=-1（下管導(dǎo)通）；=0{上、下管均不導(dǎo)通或均導(dǎo)通}，①</p><p><b>　　式中j=a,b,c</b></p><p>　　則逆變器的輸出端電流可表示為 =&

38、#215;</p><p><b>　　定義電流空間矢量為</b></p><p><b>　?、?lt;/b></p><p><b>　　由式①②可得</b></p><p><b>　?、?lt;/b></p><p>　　綜上可知，電流

39、型逆變器的開(kāi)關(guān)函數(shù)組合總共九種有效開(kāi)關(guān)狀態(tài)，有這9個(gè)電流空間矢量可構(gòu)成所需的空間矢量，其表達(dá)式為：</p><p>　?。╧=1,2,…6）;</p><p><b>　　(k=7,8,9)</b></p><p>　　式中，--為非零矢量；--為零矢量；</p><p>　　當(dāng)有效時(shí)a相上下橋臂全通，當(dāng)有效時(shí)b相上下橋

40、臂全通，當(dāng)有效時(shí)c相</p><p>　　上下橋臂全通，所以當(dāng)零矢量--有效時(shí)，三相CSR交流側(cè)不輸出任何電流，--</p><p>　　零矢量統(tǒng)～表示為[11]。</p><p><b>　　矢量圖2-22 </b></p><p><b>　　3 電路仿真設(shè)計(jì)</b></p>&l

41、t;p><b>　　仿真過(guò)程：</b></p><p>　　首先點(diǎn)擊桌面的MATLAB圖標(biāo)，進(jìn)入MATLAB環(huán)境，點(diǎn)擊工具欄中的Simulink選項(xiàng)。進(jìn)入我們所需的仿真環(huán)境，如圖3-01所示。點(diǎn)擊File/New/Model新建一個(gè)仿真平臺(tái)。這時(shí)我們可以在上一步Simulink環(huán)境中拉我們所需的元件到Model平臺(tái)中，具體做法是點(diǎn)擊左邊的器件分類(lèi)，這里我們一般只用到Simulink跟S

42、imPowerSystems兩個(gè)，分別在他們的下拉選項(xiàng)中找到我們所需的器件，用鼠 標(biāo)左鍵點(diǎn)擊所需的元件不放，然后直接拉到Model平臺(tái)中。</p><p>　　3.1單相電流型逆變電路仿真</p><p>　　3.1.1 單相電流型逆變電路</p><p>　　第一步：我們首先按照之前的方法打開(kāi)仿真環(huán)境新建一個(gè)仿真平臺(tái)，按照下表，根據(jù)表3-11中的路徑找到我們所

43、需的器件跟連接器。</p><p>　　表3-11單相電流逆變仿真電路模塊的名稱及提取路徑</p><p>　　提取出來(lái)的器件模型如圖3-12所示： </p><p>　　圖3-12 提取的器件模型</p><p>　　第三步，我們把元件的位置調(diào)整好，準(zhǔn)備進(jìn)行連接線，具體做法是移動(dòng)鼠標(biāo)到一個(gè)器件的連接點(diǎn)上，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“十字”形的光標(biāo)，

44、按住鼠標(biāo)左鍵不放，一直到你所要連接另一個(gè)器件的連接點(diǎn)上，放開(kāi)左鍵，這樣線就連好了，如果想要連接分支線，可以要在需要分支的地方按住Ctrl鍵，然后按住鼠標(biāo)左鍵就可以拉出一根分支線了。在連接示波器時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)示波器只有一個(gè)接線端子，這時(shí)可以參照下面示波器的參數(shù)調(diào)整的方法進(jìn)行增加端子。在調(diào)整元件位置的時(shí)候，有時(shí)你會(huì)遇到有些元件需要改變方向才更方便于連接線，這時(shí)可以選中要改變方向的模塊，使用Format菜單下的Flip block 和Rotate

45、block兩條命令，前者改變水平方向，后者做90度旋轉(zhuǎn)，也可以用Ctrl+R來(lái)做90度旋轉(zhuǎn)。同時(shí)雙擊模塊旁的文字可以改變模塊名。然后單擊菜單欄中的Edit/Signal Properties命令來(lái)刷新模型。模塊的顏色也可以在激活模塊后，點(diǎn)擊右鍵，在background color中選擇自己喜歡的顏色。</p><p>　　連接好的電路圖如圖3-13所示。</p><p>　　圖3-13單相

46、電流型逆變電路仿真模塊</p><p>　　3.1.2 參數(shù)設(shè)置</p><p>　　仿真參數(shù)設(shè)置:在仿真開(kāi)始前還必須首先設(shè)置仿真參數(shù)。在菜單中選擇Simulation，在下拉菜單中選擇Simulation parameters，在彈出的對(duì)話款中可設(shè)置的項(xiàng)目很多，主要有開(kāi)始時(shí)間、終止時(shí)間、仿真類(lèi)型（包括步長(zhǎng)和解電路的樹(shù)枝方法），積極相對(duì)誤差、絕對(duì)誤差等。步長(zhǎng)、解法和誤差的選擇對(duì)仿真運(yùn)行的

47、速度影響很大，步長(zhǎng)太長(zhǎng)計(jì)算容易發(fā)散，步長(zhǎng)太小，運(yùn)算時(shí)間太長(zhǎng)，本題使用ode23tb算法。</p><p>　　3.1.3 仿真結(jié)果</p><p><b>　　圖3-14</b></p><p>　　3.2三相電流型逆變電路的仿真</p><p>　　3.2.1 三相電流型逆變電路</p><p&

48、gt;<b>　　詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟：</b></p><p><b>　　建立仿真模型</b></p><p>　?。?）首先我們新建一個(gè)仿真模型的文件。方法跟單相電流逆變器一樣。</p><p>　　（2）提取電路元件模塊。組成電路的主要元器件有直流電源、晶閘管、RLC負(fù)載等。提取路徑基本上與單相電流逆變器是相同的，選用的各

49、模塊名稱及提取路徑見(jiàn)表3-21。</p><p>　　表3-21三相電流逆變仿真電路模塊的名稱及提取路徑</p><p>　　(3)將電路元件模塊按三相電流逆變器的原理圖連接起來(lái)組成仿真電路。將元件調(diào)整的到合適的位置，有些器件需要多次用到的，可以點(diǎn)擊該模塊，然后按住鼠標(biāo)右鍵直接拖到想要放置的地方就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)制了。連接好的電路如圖3-22所示。</p><p>　　3

50、.2.2 參數(shù)設(shè)置</p><p>　　設(shè)置參數(shù)如下：直流輸入500v，輸出交流頻率50Hz，線電壓有效值380v，負(fù)載電流30A，負(fù)載功率因數(shù)30° </p><p>　　圖3-22三相電流型逆變電路仿真模塊</p><p><b>　　仿真結(jié)果</b></p><p>　　仿真結(jié)果如下：Uan波形：<

51、;/p><p><b>　　Ubn波形：</b></p><p><b>　　線電壓U_ab：</b></p><p><b>　　基波的圖像：</b></p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，

52、對(duì)電流型逆變器系統(tǒng)有了深入的理解。通過(guò)對(duì)描述單相、三相電流型逆變器的數(shù)學(xué)模型以及現(xiàn)有的控制思想和相關(guān)的控制算法，采用MATLAB/SIMULINK仿真手段，建立逆變器的Simulink模型，然后將其控制原理和控制方法通過(guò)仿真模型驗(yàn)證其控制原理和規(guī)律的正確性，并研究參數(shù)變化時(shí)對(duì)雙向逆變器的性能的影響。編制S-函數(shù)，選用合適的控制算法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能；</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)，對(duì)電力電子系統(tǒng)有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，在

53、一個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了許多東西，不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)中的。也學(xué)到了不少其它的東西。設(shè)計(jì)中，我們遇到不懂或不明白的地方。除了查閱相關(guān)資料， 老師也給了我們很多的指導(dǎo)?？傊?，這次設(shè)計(jì)為我們打開(kāi)了以后面向?qū)嶋H應(yīng)用的大門(mén)，為我們以后做各項(xiàng)工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]浣喜明、姚為正，電力電子技術(shù)。北京：高

54、等教育出版社，2004.8</p><p>　　[2]周淵深，電力電子技術(shù)與MATLAB仿真。北京：中國(guó)電力出版社，2005.12</p><p>　　[3]薛定宇、陳陽(yáng)泉，基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)及應(yīng)用。北京：清華大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[4]張崇巍、張興，PWM整流器及其控制。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p&

55、gt;<p>　　[5]文小玲，尹項(xiàng)根，三相逆變器統(tǒng)一空間矢量PWM實(shí)現(xiàn)方法。北京：電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2009,4</p><p>　　[6]吳茂剛，趙榮祥，湯新舟. 正弦和空間矢量PWM逆變器死區(qū)效應(yīng)分析與補(bǔ)償[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26(12)：102-105.</p><p>　　[7]周衛(wèi)平，吳正國(guó)，唐勁松，等. SVPWM 的等效算法及SVPWM 與SPW

56、M 的本質(zhì)聯(lián)系[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2006, 26(2)：133-137.</p><p>　　[8] 易龍強(qiáng) 戴瑜興, SVPWM 技術(shù)在單相逆變電源中的應(yīng)用[J] 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2007,22(4):112-123</p><p>　　[9] 鄧元實(shí)，易慧斌，郭育華, 基于S函數(shù)的三電平逆變器SVPWM調(diào)制的仿真實(shí)現(xiàn)[J],機(jī)車(chē)電傳動(dòng)，2010,10（7）</p&g

57、t;<p>　　[10] 王曉剛, 卓禎雨, 空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)的仿真研究, 廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007(2).</p><p>　　[11] 黃凱,王斌,空間矢量PWM 控制的三相逆變器的仿真模型,三峽大學(xué)學(xué)報(bào),2006(4)</p><p>　　[12] 華曉萍，王奔, 空間電壓矢量PWM 算法的SIMULI K 仿真實(shí)現(xiàn),電器開(kāi)關(guān)，2006（10）</

58、p><p>　　[13] 趙榮理, 路秀芬, 張愛(ài)玲，MA TLAB 環(huán)境下逆變器異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的仿真研究，太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（3）</p><p>　　[14] 路　玲,陳建輝,李　琳，Simulink 中S 函數(shù)在仿真建模中的應(yīng)用，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院學(xué)報(bào)，2004（12）</p><p>　　[15] 王潞鋼，陳林康，基于MATLAB／Simulink的電

59、壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)逆變器的仿真，電機(jī)電器技術(shù)，2001</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們對(duì)電力電子技術(shù)、MATLAB仿真有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，對(duì)電流型逆變器系統(tǒng)有了一定了解?？傊?，這次設(shè)計(jì)為我們打開(kāi)了以后面向?qū)嶋H應(yīng)用的大門(mén)，為我們以后做各項(xiàng)工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。它好比一個(gè)燈塔，為我們指明了遠(yuǎn)行的航向；好

60、比一顆啟明星，為我們指明了前進(jìn)的道路。</p><p>　　短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣在緊張有序中度過(guò)了。衷心的感謝xx老師在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中的精心指導(dǎo)，她在每一個(gè)階段都認(rèn)真的教導(dǎo)和耐心的講解，使我能順利的走到現(xiàn)在。</p><p>　　為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應(yīng)這個(gè)日新月異的社會(huì)，在這幾學(xué)年中，我兢兢業(yè)業(yè)，努力學(xué)習(xí)，嚴(yán)格要求自己，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)，爭(zhēng)取在人生的道路上更好的實(shí)

61、現(xiàn)社會(huì)價(jià)值,人生價(jià)值和自我價(jià)值!</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們每個(gè)學(xué)生在校四年來(lái)所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；它還為我們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)；在設(shè)計(jì)方案的擬定,設(shè)計(jì)資料的收集,手冊(cè)，國(guó)標(biāo)選用，設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社會(huì)具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,能

62、較好的適應(yīng)工作。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，最后在老師的精心指導(dǎo)下，同組人員的相互幫助下，完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)，在老師和組員身上我學(xué)到了很多實(shí)用的知識(shí)，在此特別表示感謝！</p><p>　　最后，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，感謝老師您的諄諄教誨和不斷幫助。謝謝！</p><p><b>　　附錄</b>&

63、lt;/p><p>　　根據(jù)三相電流型逆變器PWM仿真要求得出S-函數(shù)如下。</p><p>　　以A相為參考，即A相電路參數(shù)的初相位均設(shè)為0。 </p><p>　　利用鋸齒波發(fā)生函數(shù)sawtooth可寫(xiě)出產(chǎn)生一定時(shí)間內(nèi)一定頻率的三角波Vtri的函數(shù)mySawtooth2(t,f):</p><p>　　function y=mySawtoot

64、h2(t,f) %輸入為t（向量）和頻率f </p><p>　　y=sawtooth(2*pi*f*t-1/2*pi,0.5);</p><p>　　也可寫(xiě)出產(chǎn)生V_control的函數(shù)：</p><p>　　function y=V_control(t,f) %輸入為t（向量）和頻率f </p><p>　　y=sin(2*pi*f*t)

65、;</p><p>　　利用Vtri和Vcontrol相比可得A相相電壓函數(shù)：</p><p>　　function y=V_an(t,f1,fs,ma,Vd) </p><p>　　length_t=length(t); </p><p>　　mySaw=mySawtooth2(t,fs); </p><p>　　m

66、yControl=ma*V_control(t,f1); </p><p>　　diffence=myControl-mySaw; %求差值 </p><p>　　p_or_m=sign(diffence)+1; %判斷正負(fù)，>0為1，≤0為0 </p><p>　　y=Vd*p_or_m/2; %相乘即得V_an</p><p>　　

67、下面利用這三個(gè)函數(shù)對(duì)電路進(jìn)行分析：</p><p>　　clear all; </p><p>　　f_sample=1e5; %采樣頻率 </p><p>　　t=0:1/f_sample:0.03; %采樣時(shí)間為1.5個(gè)周期 </p><p>　　ma=1.87; % amplitude modulation ratio </p&g

68、t;<p>　　f1=50; % desired fundamental frequency </p><p>　　fs=450; % switching frequency </p><p>　　Vd=500; %直流電壓 </p><p>　　y1=V_an(t,f1,fs,ma,Vd); %三個(gè)相電壓 </p><p>　

69、　y2=V_bn(t,f1,fs,ma,Vd); </p><p>　　y3=V_cn(t,f1,fs,ma,Vd); </p><p>　　y_ab=y1-y2; %Uab線電壓（未濾波） </p><p>　　N=f_sample/f1; %采樣點(diǎn)數(shù)為一個(gè)周期 </p><p>　　Y=fft(y_ab,N); %快速傅里葉變換 <

70、/p><p>　　Pyy=abs(Y)/N; %計(jì)算幅值 </p><p>　　f= f_sample *(0:1000-1)/N; %計(jì)算頻率 </p><p>　　plot(f,2*Pyy(1:0.5*N)); %畫(huà)圖，由于對(duì)稱性，幅值×2 </p><p>　　axis([-500,5000,-20,550]); </p&g

71、t;<p>　　U_ab_max=2*Pyy(1,2) %50Hz處幅值 </p><p>　　phase_Uab=angle(Y(1,2)); %Uab相位 </p><p>　　Uab_fundamental=U_ab_max*cos(2*pi*50*t+phase_Uab); %Uab基波 </p><p>　　Ia=30*sqrt(2)*cos

72、(2*pi*f1*t+phase_Uab-pi/3); %輸出三相電流 </p><p>　　Ib=30*sqrt(2)*cos(2*pi*f1*t+phase_Uab-pi/3-2*pi/3); </p><p>　　Ic=30*sqrt(2)*cos(2*pi*f1*t+phase_Uab-pi/3+2*pi/3); </p><p>　　I1=Ia.*sign

73、(y1); %根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)得三個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流 </p><p>　　I2=Ib.*sign(y2); </p><p>　　I3=Ic.*sign(y3); </p><p>　　Id=I1+I2+I3; </p><p>　　Y2=fft(Id,N); %對(duì)輸入電流進(jìn)行傅里葉分析 </p><p>　　Pyy2=abs

74、(Y2)/N; </p><p>　　f2= f_sample *(0:1000-1)/N; </p><p>　　figure(2); </p><p>　　plot(f2,[Pyy2(1),2*Pyy2(2:0.5*N)]); %直流量不需×2 </p><p>　　axis([-500,5000,-5,40]);</p&