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三相无源逆变器的构建及其MATLAB仿真

1逆变器

1.1逆变器的概念

逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。相对于整流器将交

流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，

称为DC-AC变换。这是与整流相反的变换，因而称为逆变。

1.3逆变器的分类

现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。其主要的分类方式如下：

1)按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。

2)按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。

3)按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。

4)…………….

2三相逆变电路

三相逆变电路，是将直流电转换为频率相同、振幅相等、相位依次互差为120°交流电的一种逆

变网络。

图1三相逆变电路

专业整理

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日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电

气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许

多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。尽管这

些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。在一些条件

苛刻的环境下，电力的储能形式可能只有直流电，如若在这样的环境下使用三相交流电设备，就要

求将直流电转变为特定要求的三相交流电以供使用。这就催生了三相逆变器的产生。

4MATLAB仿真

Matlab软件作为教学、科研和工程设计的重要方针工具，已成为首屈一指的计算机仿真平台。

该软件的应用可以解决电机电器自动化领域的诸多问题。利用其中的Simulink模块可以完成对三相

无源电压型SPWM逆变器的仿真，并通过仿真获取逆变器的一些特性图等数据。

图2系统Simulink仿真

所示为一套利用三相逆变器进行供电的系统的Matlab仿真。系统由一个380v的直流电源供电，

经过三相整流桥整流为三相交流电,并进行SPWM正弦脉宽调制。输出经过一个三相变压器隔离后通

入一个三相的RLC负载模块（ThreephaseparallelRLC）。加入了两个电压测量单元voltage

measurement和voltagemeasurement1，并将结果输出到示波器模块Scope1.

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4.1仿真中的各个模块及其参数设定

1)整流桥

图3通用三相整流桥模块

其中Numberofbridgearms（桥臂个数）为3，PowerElectronicdevice（电力电子器件）

选用IGBT/Diodes（晶闸管）。

2)SPWM脉冲信号发生器模块

图4SPWM脉冲发生器

图4为为控制通用三相整流桥产生SPWM的脉冲信号发生器，使用的是Matlab中的DiscretePWM

Generator模块。该模块的作用即为为产生PWM而用以控制IGBTs等电桥的脉冲信号。为该模块的

参数设置，在Generatormode选项中选择3-armsbridge(6pulse),既三桥臂共需要六个脉冲信号

用以控制如错误！未找到引用源。中所示的六个电子管。Carrierfrequency为载波频率，该频率

的大小决定了一个周期内SPWM脉冲的密度Frequencyofoutputvoltage是输出电压的频率，此处

设置为国内标准的50Hz。

3)其他模块