交-直-交变压变频器中逆变器的仿真.docx

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1、课程设计（论文）任务书电气与电子工程学院学院10电力牵引与传动拄制一业（二）班一、课程设计（论文）题目：交-宜一交变压型中逆变器的仿真二、课程设计（论文）工作自三、课程设计（论文）地点:电气学院机房四、课程设计（论文）内容要求：上本课程设计的目的（1）熟练掌握MATLAB语言的基本知识和技能；（2）熟悉matlab下的Simulink和Simpowersystems工具箱；（3）熟悉构建交一直-交变压变频器中逆变器的仿真；（4）培养分析、解决问题的能力；提高学生的科技论文写作能力。2.课程设计的任务及要求7）基本要求：（1） 利用SinnjIink和SilnPOWcrSyStCnlS工具箱构建

2、逆变器的仿真模型。（2）要求对主电路和脉冲电路进行封装。（3）仿真参数为：E=IoO-300V;f=50Hz;交流电压220V;h=OOOOls,其他参数自定。（4）给出a角分别为0、30、90度时，负载为纯电阻和阻感性负载两种情况下的逆变电路的各种波形、包括触发脉冲波形、相电压和线电压波形、电流波形和晶闸管所承受电压波形,要求采用SUbPIOt作图。（5）比较仿真结果有何变化，给出自己的结论。2）创新要求：封装使仿真模型更加美观、合理3）课程设计论文编写要求（1）要按照课程设计模板的规格书写课程设计论文一（2）论文包括目录、正文、心得体会、参考文献等一（3）课程设计论文用B5纸统一打印，装订

3、按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准：（1）完成原理分析：20分;（2）完成设计过程：40分;（3）完成调试：20分；（4）回答问题：20分；5）参考文献：（1）刘卫国.MATLAB程序设计与应用（第二版）.北京：高等教育出版社，2008.（2）刘志刚.电力电子学.北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社，2001（3）李传琦.电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社，2006.一（4）王兆安，刘进军电力电子技术机械工业出版社，20096）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料2图书馆编程设计与调试5实验室撰写论文3图书馆、实验室学生签名：年月曰课程设计（论文）评审意见（1）完成原理分

4、析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（2）设计分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）翻译能力（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）（7）总评分数优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；评阅人：职称：副教授摘要Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应

5、用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。SirnUIink与MATLAB;紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。本文就是通过Simulink这个工具来完成整流与逆变的仿真，绘制出相应的波形，在误差的允许下，并对其内部的电流、电压进行一系列的分析。关键词：仿真；逆变；整流；波形目

6、录摘要3第一章引言61.1 引言61.2 整流、逆变电路的概述71.3 仿真技术81.4 Matlab及Simulink概述91.5 IGBT简介10第二章电路的基本原理2.1 交一直-交变压变频器的基本结构2.2 三相桥式全控整流电路2.2.1 三相桥式全控整流电路拓扑图2.2.2 三相桥式全控整流电路的工作情况2.3 三相电压型逆变电路122.3.1 三相电压型逆变电路拓扑图122.3.2 三相电压型逆变电路的基本工作情况13第三章电路的仿真143.1 整流电路的仿真143.1.1 整流电路的总体设计143.1.2 整流电路参数的设置143.1.3 三相整流脉冲模块图153.2 三相电压型

7、逆变电路的仿真163.2.1 逆变电路的总体设计163.2.2 逆变电路参数的设置163.2.3 三相电压逆变电路脉冲模块图173.3 整流逆变的仿真173.4 子系统的封装19第四章系统的仿真运行204.1 三相桥式整流电路的仿真204.1.1 0度纯电阻负载的仿真204.1.2 30度纯电阻负载的仿真204.1.3 90度纯电阻负载的仿真214.1.4 0度阻感性负载的仿真224.1.5 30度阻感性负载的仿真234.1.6 90度阻感性负载的仿真234.2 三相电压型逆变电路的仿真244.2.1 0度纯电阻负载的仿真254.2.2 30度纯电阻负载的仿真264.2.3 90度纯电阻负载的

8、仿真274.2.4 0度阻感性负载的仿真284.2.5 30度阻感性负载的仿真294.2.6 90度阻感性负载的仿真304.3 整流逆变电路的仿真314.4 小结34第五章心得体会35参考文献：36第一章引言1.1 引言计算机仿真摆脱了物理模型的传统概念，不同的数学模型可在同一台计算机上运行。仿真研究要求借助计算机实现便于进行实验的“活”的数学模型，即提供便于程序设计的方法，使仿真人员能集中精力对仿真结果进行分析和处理，由于可以对物理性质截然不同的各种系统进行准确、灵活、可靠的研究，这就使现代科学实验技术提高到一个新的水平。现代仿真技术的发展是与计算机应用和发展紧密相联系的，在计算机尚未问世之

9、前，由于只有物理仿真，因此系统仿真是附属在与所研究系统有关的学科中的。而只有在计算机出现以后，由于数学仿真的发展，提出了大量共同性的技术问题，系统仿真才逐渐发展为一门以计算机仿真为代表的独立的学科。从40年代末的模拟计算机仿真开始，逐渐发展到采用混合计算机、数字计算机和全数字并行处理机的仿真，其应用领域越来越广泛。至今，数字计算机已成为系统仿真的主要工具。多数情况下系统仿真即指计算机仿真，尤其特指数字计算机仿真。计算机仿真包括三个要素，即系统、模型和计算机。联系这三个要素的有三个基本活动：系统模型建立、仿真模型建立和仿真实验。在国外，并网型逆变器已经可以作为比较的成熟的产品推向市场，像德国著名

10、电气企业西门子就推出了很多具有市场化的产品，而且除欧洲的科技强国外，像美国，日本等国家已经实现了并网逆变器的产品化。现在逆变器的最大功率跟踪以及逆变环集成的单级量变换上，以及成为了研究的热点问题。类似于小功率的逆变器开发已经越来越受到人们的重视，而在这些小功率逆变器中，其控制电路主要采用数字控制，系统的安全性，可靠性以及扩展性，同时将各个完善的保护电路考虑其中。在国内，并网逆变器的研究主要集中在基于最大功率追踪及逆变部分相分离的两级能量变换结构，同时能够推向市场的逆变器并不多见，换言之，在我国，光伏并网系统并未真正意义上实现商业化，所以目前所建立的并网系统均为示范工程。最后，我国使用的并网逆变

11、器主要还是通过进口和合作研究，这个趋势有待我们去改善。1.2 整流、逆变电路的概述整流电路把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。整流电路的分类：1、按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。2、按电路结构可

12、分为桥式电路和零式电路。3、按交流输入相数分为单相电路和多相电路。4、按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。逆变电路是与整流电路对应，把直流电变成交流电称为逆变。当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载链接时，称为无源逆变。逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中，蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源，当需要这些电源向交流负载供电时，就需要逆变电路。另外，交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛，其电路的核心部分都是逆变电路,它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压

13、都任意可调的交流电源,将直流电能变换为交流电能的变换电路,可用于构成各种交流电源，在工业中得到广泛应用。生产中最常见的交流电源是由发电厂供电的公共电网（中国采用线电压方均根值为380V,频率为50HZ供电制）。公共电网向交流负载供电是最普通的供电方式,但随着生产的发展，相当多的用电设备对电源质量和参数有特殊要求,以至难于由公共电网直接供电。为了满足这些要求，历史上曾经有过电动机一发电机组和离子器件逆变电路。但由于它们的技术经济指标均不如用电力电子器件（如晶闸管等）组成的逆变电路，因而已经或正在被后者所取代。为了满足不同用电设备对交流电源性能参数的不同要求，已发展了多种逆变电路，并大致可按以下方

14、式分类,按输出电能的去向分，可分为有源逆变电路和无源逆变电路。前者输出的电能返回公共交流电网，后者输出的电能直接输向用电设备;按直流电源性质可分为由电压型直流电源供电的电压型逆变电路和由电流型直流电源供电的电流型逆变电路;按主电路的器件可分为由具有自关断能力的全控型器件组成的全控型逆变电路；由无关断能力的半控型器件（如普通晶闸管）组成的半控型逆变电路。半控型逆变电路必须利用换流电压以关断退出导通的器件。若换流电压取自逆变负载端，称为负载换流式逆变电路。这种电路仅适用于容性负载;对于非容性负载,换流电压必须由附设的专门换流电路产生，称自换流式逆变电路;按电流波形分，可分为正弦逆变电路和非正弦逆变

15、电路。前者开关器件中的电流为正弦波，其开关损耗较小，宜工作于较高频率。后者开关器件电流为非正弦波，因其开关损耗较大，故工作频率较正弦逆变电路低;按输出相数可分为单相逆变电路和多相逆变电路。13仿真技术仿真技术是一门多学科的综合性技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验。例如，汽车或飞机的驾驶训练模拟器，就是应用仿真技术的成果。信息处理技术和网络技术的发展，实际上已经完全改变为仿真的概念。将先进的仿真技术与网络技术相结合，由真实装备和计算机仿真系统综合仿真系统组成仿真环境，用计算机网络把新武器系统和分散在不同地点的

16、研制者、用户联系在一起，让用户在仿真环境中提前“使用”正在研制的武器，让研制者能提前了解武器的作战使用，双方共同研究，及时发现和解决问题。这样不仅加快了武器系统的研制进度，也缩短了新武器形成战斗力的时间。在部队训练方面，仿真技术同样大有用武之地。美国陆军到80年代末，训练士兵还是采用野战训练和模拟训练两种方法。野战训练的主要问题是燃料、弹药消耗大，场地、都有困难，组织大规模演习费时又费力；模拟训练，所用的模拟器可能比它所模拟的真实装备还要贵。为了解决部队训练问题，美国国防部高级研究计划局1983年开始实施模拟器联网计划，把分散在各地的训练器用计算机联成网络，形成分布式交互仿真，实现异地联通与互

17、操作。仿真技术是一项国防关键技术，对提高武器系统的研制效率、改善部队训练和提高战斗力将发挥越来越大的作用，已成为发达国家实现质量建军的一种重要手段。1.4 Matlab及Simulink概述MATLAB是建立在向量、数组和矩阵基础上的一种分析和仿真工具软件包，包含各种能够进行常规运算的“工具箱”，如常用的矩阵代数运算、数组运算、方程求根、数组运算、方程求根、优化计算及函数求导积分、符号运算等；同时还提供了编程计算的编程特性，同时还提供了编程计算的编程特性，通过编程可以解决一些复杂的工程问题；也可绘制二维、三维图形，输出结果可视化。目前已成为工程领域中较常用的软件工具包之一。SinlUliIIk

18、是MATLAB的重要组成部分，提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于SimulinkoSimulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，

19、被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI),这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。1.5 IGBT简介由图17可以看出，IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区GTR,其简化等效电路如图3所示。图中RcIr是厚基区GTR的扩展电阻。IGBT是以GTR为主导件、M

20、OSFET为驱动件的复合结构。绝缘栅双极晶体管（IGBT）本质上是一个场效应晶体管，只是在漏极和漏区之间多了一个P型层。根据国际电工委员会的文件建议，其各部分名称基本沿用场效应晶体管的相应命名。图ITIGBT结构剖面图IGBT的结构剖面图如图1所示。它在结构上类似于MOSFET,其不同点在于IGBT是在N沟道功率MOSFET的N+基板（漏极）上增加了一个P+基板（IGBT的集电极），形成PN结jl,并由此引出漏极、栅极和源极则完全与MOSFET相似。IGBT的特性和参数特点可以总结为：DIGBT开关速度高，开关损耗小；2）在相同电压和电流定额的情况下，IGBT的安全工作区比GTR大，而且具有耐

21、脉冲电流冲击的能力；3）IGBT的通态压降比VDMOSFET低，特别是在电流较大的区域；4）与电力MOSFET和GTR相比，IGBT的耐压和通流能力还可以进一步提高，同时可以保持开关频率高。第二章电路的基本原理2.1 交直交变压变频器的基本结构交一直-交变压变频器先将工频交流电源通过整流器变换成直流，再通过逆变器变换成可控频率和电压的交流，如图2-1所示。恒压恒频中间直流环节变压蛾(CVCF)(VWF)AC 50HZ整流DC逆变AC图2-1交-直-交变压变频器基本结构图2.2 三相桥式全控整流电路2.2.1 三相桥式全控整流电路拓扑图图2-2三相桥式全控整流电路图2.2.2 三相桥式全控整流电

22、路的工作情况1、阴极连接在一起的3个晶闸管(VT1,VT3,VT5)称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管(VT4,VT6,VT2)称为共阳极组。2、电阻性负载，当。时波形均连续，/d波形与Ud波形的形状是一样的，也是连续。当=0。时，Ud为线电压在正半周的包络线。二30。时，晶闸管起始导通时刻推迟了30。,组成ud的每一段线电压因此推迟30o,ud平均值降低,二60。时，Ud波形中每段线电压的波形继续向后移，Ud平均值继续降低。a=6()。时Ud出现了为零的点，当a60。时，因为id与Ud一致，一旦Ud降为至零，id也降至零，晶闸管关断，输出整流电压Ud为零，ud波形不能出现负值。3、阻感

23、性负载，当W60。时，Ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压Ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。区别在于电流，当电感足够大的时候，id、iVT、ia的波形在导通段都可近似为一条水平线。当60。时，由于电感L的作用，Ud波形会出现负的部分。4、6个晶闸管的脉冲按VTITT27丁3-叮47丁5-6的顺序，相位依次差60。共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120,共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。,同一相的上下两个桥臂，即VTl与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2,脉冲相差180oO2.3 三相电压型逆变电路2.3.1 三相电

24、压型逆变电路拓扑图交一直-交变压变频器中的逆变器一般接成三相桥式电路，以便输出三相交流变频电源，图2-3为6个电力电子开关器件VTl、VT6组成的三相逆变器主电路，图中用开关符号代表任何一种电力电子开关器件。图2-3三相电压型逆变电路拓扑图2.3.2 三相电压型逆变电路的基本工作情况三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路，基本工作方式是180导电方式，同一相(即同一半桥)上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120。，任一瞬间有三个桥臂同时导通，每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流。对于U相输出来说，当桥臂1导通时，uUN,=Ud2,当桥臂4导通时，UUMrd2,UUM的波形

25、是幅值为如夕的矩形波，V、W两相的情况和U相类似。负载线电压匕uVH”可由下式求出：NUV=wUN-wVN,wVW=wVN,-wWNUWUwWN-wUN.负载各相的相电压分别为：wUN=wUN_wNN,wVN=wVN-wNN,kWN=wWN,-wNN.把上面各式相加并整理可求得：1wNN,=+VN+WN)-(UN+“VN+“WN)设负载为三相对称负载，则有UwU小uW2O,故可得1wNN,=(“UN+wVN,+wWN,)负载参数已知时，可以由U郎的波形求出U相电流/的波形。把桥臂1、3、5的电流加起来，就可得到直流侧电流/的波形。为了防止同一相上下两桥臂的开关器件同时导通而引起直流侧电源的短路

26、，要采取“先断后通”的方法。第三章电路的仿真3.1 整流电路的仿真3.1.1 整流电路的总体设计SubsystemSss图3-1整流电路的模块框图3.1.2 整流电路参数的设置三相电源参数的设置：将频率改为50HZ,其他的参数保持不变即可。晶闸管参数的设置：以thyristor晶闸管为基准，其他晶闸管在此基础上设置相位。晶闸管的幅值设为1；晶闸管的周期设为0.02；晶闸管的脉宽设为50%；Thyristor0.02*a3600.02ThyristorlO.02*(a+180)/360-0.02Thyristor2O.02*(a+120)/360-0.02Thyristor30.02*(a+30

27、0)/360-0.02Thyristor40.02*(a+240)/360-0.02Thyristor50.02*(a+420)/360-0.023.1.3 三相整流脉冲模块图图3-2脉冲模块框图3.2.1逆变电路的总体设计322逆变电路参数的设置直流电源的幅值设为：200vIGBT和二极管的参数保持不变。脉冲参数的设置：以IGBT为基准，其他的IGBT以此来设置相位。IGBT(a-360*3)*0.02/360；IGBTl(a+120-3603)*0.02/360；IGBT2(a+240-360*3)*0.02/360；IGBT3(a+180-360*3)*0.02/360；IGBT4(a+

28、300-360*3)*0.02/360；IGBT5(a+420-360*3)*0.02/360；脉冲的幅值设为1；脉冲的周期设为0.02；脉冲的脉宽设为50%；3.2.3三相电压逆变电路脉冲模块图图3-4三相电压逆变电路脉冲模块图3.3 整流逆变的仿真基于以上成果，可以将整流和逆变做在一起,方法是将逆变当中的电源去掉,用整流负载的电压来代替，为了减小误差，将整流的负载改为纯电容，其电容值设为1F,其他的都保持不变即可。设置的总体模块如图3-5所示：嫌令D3.4 子系统的封装所谓子系统的封装(MaSking),就是为子系统定制对话框和图标，使子系统本身有一个独立的操作界面，把子系统中的各模块的参

29、数对话框合成一个参数设置对话框，在使用时不必打开每个模块进行参数设置，这样使子系统的使用更加方便。子系统的封装过程很简单，先选中所要封装的子系统，再选择模型编辑窗口Edit菜单中的MaSkSUbSyStem命令，这时将出现封装编辑器(MaSkEClitOr)对话框。MaSkEditOr对话框中共包括4个选项卡：Icon、ParametersInitialization和Documentationo子系统的封装主要就是对这4个参数进行设置。第四章系统的仿真运行4.1 三相桥式整流电路的仿真4.1.10 度纯电阻负载的仿真将负载电感和电容的参数设为0；将触发脉冲的触发角设为0度；其他参数保持不变，

30、经计算机仿真得负载两端电压及频谱的波形如图4-1所示。VVVVVVVVvVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVTlrrltLf(y)StrLiutuny:IrtpMi.Siad11Mrrkcr.tm*(5上IDibpl&yFrF1TwrctowI三-三%l寒DCcomponent=133.1.THD=S.3%200400800Frequency(Hz)OO1OOOFMFc4montcltrDqyucuy(Hx):lOOOFVgueCCyCIXieIMortx-IMaxFVaaQXtnOy(H三r)Oyploystyle*:|B=rtoFur11orOC).LJ0二OVGkJu1.OOipl

31、yICloe图4-1。度纯电阻负载电压及频谱分析波形图4.1.230度纯电阻负载的仿真将负载电感和电容的参数设为0；将触发脉冲的触发角设为30度；其他参数保持不变，经计算机仿真得负载两端电压及频谱的波形如图4-2所示。IGCSOGGFFTwindow.1of6cyclesofselectedsignal1OOT&8一号Structure:lrpurt:Pnpurt1SUqnclnurrrr卜一Sterttime3上oo图4-230度纯电阻负载电压及频谱波形图4.1.11 90度纯电阻负载的仿真将负载电感和电容的参数设为0；将触发脉冲的触发角设为90度；其他参数保持不变，经计算机仿真得负载两端电

32、压及频谱的波形如图4-3所示。150FFT window: 1 of 5 cycles of selected signalStruc/t-ire* :IOOSOO - - - - - 一 Oooooooo 7 654 3 N 1 富善sos0.850.010.0150.02Tim(4) DC component - 61 ZZ . THO= 75 B%200400800OOO10OOFrequency (Mz)I Q:1lrpu IsOh: r*cuonc Cl-1x):HOoO Froquocuy CFSrI HertNDsply ety2 . J FSCr (rftltlv to Fur

33、*cl or DC)UoU vtMCtMO :IUU .OO5Tim(4) .O15Irtpurt :I lrtput -1ZJmlor of c clo :I Dcply, FFT WlrldOwFsridornDritbI frDQUDrioy ISOMwx FrDqJDrMy Hx.*1 OOOFrccucr*cy oxla-I IqrtNOyQIGy tylo :I Ror rrlotivc to Furri Gr CU)Oisphn IClODD4.1.530度阻感性负载的仿真将负载电感参数设为le-3；将负载电容的参数设为0;将触发脉冲的触发角设为30度；其他参数保持不变，经计算机

34、仿真得负载两端电压及频谱的波形如图4-5所示。FFT window: 1 of 5 cycles of selected signal1501OOStructure :50Input :I irpO.ONumker or cycles: ITDisplay FrFT windOWFundamental TrCqlJOnCy (HN工3Max Frequency (Hz):IlOoOFrequency axi0. HertzJOisploy style :I Bar (relative to Fund. or DC) , DisplayClose图4-530度阻感负载电压及频谱波形图4.1.59

35、0度阻感性负载的仿真将负载电感参数设为le-3；将负载电容的参数设为0;将触发脉冲的触发角设为30度；其他参数保持不变，经计算机仿真得负载两端电压及频谱的波形如图4-6所示Strv4ctM:2-IE35:IE)-1KFCKlJr*trrIrT,三St*rttrrm(x*Iri11t*Kjrrtvr.xjJJVLI,wrdtjs*vLJryJrrUrt3trwuwrCI/).ECVloMFrUCiQYnoy.ITUtMJLrGr1-cr;VxkIMortz口pjywly*Iw.BorrolctlvotoFr-日3jy%zju-1OOiVQloyIUIOrCr图4-690度阻感负载电压及频谱波形图

36、4.2三相电压型逆变电路的仿真六个脉冲的波形如图4-7所示。直流电源的波形如图4-8所示。2011O652.2.6200 2200199.81SS.4199 20.070.075O.OO.5O.OS0.0950.1图4-8直流电源的波形4.2.1O度纯电阻负载的仿真将负载电感和电容的参数设为O（电容设为O用inf替代）；将触发脉冲的触发角设为。度；其他参数保持不变，经计算机仿真得相关波形如下所示。IOOOCU2。n*u-40-c，也l图4-9O度纯电阻UN相电压的波形图1OQ1.180OU-40-20-20-4U-f三n-O-TQC-O.1B三CJ.17O.1ZS0.10口曰与0.19U.1S

37、S图470O度纯电阻UV线电压的波形图图4-12O度纯电阻负载电流的波形图图4T1IGBT两端电压波形图4.2.2 30度纯电阻负载的仿真将负载电感和电容的参数设为0；将触发脉冲的触发角设为30度；其他参数保持不变，经计算机仿真的波形如下所示。图4-1330度纯电阻UN相电压的波形图图4T530度纯电阻IGBT两端电压波形图图4T630度纯电阻负载电流的波形图4.2.3 90度纯电阻负载的仿真将负载电感和电容的参数设为0（电容设为0用inf替代）；将触发脉冲的触发角设为90度；其他参数保持不变，经计算机仿真的波形如下所示。图4-1790度纯电阻UN相电压的波形图图4-1990度纯电阻IGBT两

38、端电压波形图图4-2090度纯电阻负载电流的波形图4240度阻感性负载的仿真将负载电容的参数设为0（电容设为0用inf替代），负载电感设为100L。将触发脉冲的触发角设为0度；其他参数保持不变，经计算机仿真的波形如下所示。SO-J-| Crlf=40图4-21 0度阻感性负载UN相电压的波形图图4-23O度阻感性负载IGBT两端电压波形图图4-24O度阻感性负载电流的波形图4.2.4 30度阻感性负载的仿真将负载电容的参数设为0（电容设为0用inf替代），负载电感设为100L。将触发脉冲的触发角设为30度；其他参数保持不变，经计算机仿真的波形如下所示。图4-2130度阻感性负载UN相电压的波形

39、图图4-2330度阻感性负载IGBT两端电压波形图图4-2430度阻感性负载电流的波形图4.2.5 90度阻感性负载的仿真将负载电容的参数设为0（电容设为0用inf替代），负载电感设为100L。将触发脉冲的触发角设为90度；其他参数保持不变，经计算机仿真的波形如下所示。图4-2590度阻感性负载UN相电压的波形图图4-2790度阻感性负载IGBT两端电压波形图图4-2890度阻感性负载电流的波形图4.3整流逆变电路的仿真将整流的负载接到逆变的直流端，并将逆变的直流电源去掉，整流负载换为大电容，设为电容值为IF即可。逆变负载电容值设为inf,电感10L,经计算机仿真得波形如下所示。IrbpLit

40、IEJ3t:o.OIMCImbaVofcycles-R-IOiaplovFFTwlrdowFurCiomorvtolTrccLicrcyMz):B1 oooFrrMurjroy axl*-JMjx FrMMncy Hz)CIGPgy tylc *IUQrLulGtivutoIMficl.orLJTBc乙CvolJC11.O6pZyICloyP图4-29相电流I及频谱的波形图fe一iep=no%)6三Structure:wInputIinput1Signalnumber:U二IStcirttime(s):o.ONumberofcycles:pDisplayFFTwindOvVFundamenta

41、lfrequency(Hz):ISoFrequency(Hz)100-50-1OO图4-31线电压UV的波形图图4-31整流负载电容两端的电压波形图Structure:Iq二1Input:Jnput1JrJSignalnumber:|1勺Starttime(sIOQNumberofcycles:Jl(1Uod88JO6三4.4小结本实验主要是仿真三相桥式整流电路和三相桥式电压型逆变电路，对整流而言，不同的触发角呈现不同的波形，对于逆变不同的负载电压均呈现正弦波形，理论与实践相符合，证明达到了预期的效果。本次设计针对整流和逆变进行了仿真，让我进一步熟悉了相关的工作特性。通过整流，使交流变成了直流，通过逆变使直流变成了交流。并证明了整流输出电压波形与负载有关，而逆