基于MatlabSimulink-的电压型单相全桥逆变电路

基于Matlab/Simulink的电压型单相全桥逆变电路【摘要】学习电压型单相全桥逆变电路的工作原理，了解单电压型相全桥电路的工作特性。直流、交流电功率变换称为逆变，了解直流、交流电功率交换的基本原理，学会观察方波运行模式下的电压型和电流型逆变器的特征，输出电压大小和波形的PWM控制基本原理。逆变器的输入是直流电，输出为交流电。交流输出电压基波频率和幅值都应能调节控制，输出电压中除基波成分外，还可能含有一定和幅值的谐波。利用MATLAB中的Simulink对电压型单相全桥逆变电路模型进行电路仿真。关键词：电压型逆变电路；逆变器；Simulink[abstract]learningsingle-phasevoltagetypebridgeinvertercircuitprincipleofwork,understandsinglephasevoltagetypebridgecircuitworkingcharacteristic.Dc,acinverterpowertransformationcalled,understanddc,acpowerexchange,thebasicprincipleofsquarewavelearnhowtoobserveoperatingmodesofthevoltagetypeandcharacteristicsofcurrent-modeinverter,outputvoltagesizeandwaveformofPWMcontrolbasicprinciple.Inverterinputisthedirectcurrent,outputforalternatingcurrent.Acoutputvoltagebasewavefrequencyandamplitudeareshouldbeabletoadjustcontrol,outputvoltageexceptbasewavecomponentsoutside,stillmaycontaincertainandamplitudeoftheharmonic.MATLABforsingle-phasevoltagetypeofSimulinkinvertercircuitsofthewholebridgecircuitemulationmodel.Keywords:voltagetypeinvertercircuits；Inverter;Simulink1.引言逆变电路所谓逆变，就是与整流相反，把直流电转换成某一固定频率或可变频率的交流电(DC/AC)的过程。当把转换后的交流电直接回送电网，即交流侧接入交流电源时，称为有源逆变；而当把转换后的交流电直接供给负载时，则称为无源逆变。通常所讲的逆变电路，若不加说明，一般都是指无源逆变电路。1.电压型逆变器的原理图当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正；当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负，如此交替进行下去，就在负载上得到了由直流电变换的交流电，uo的波形如图7.4(b)所示。输出交流电的频率与两组开关的切换频率成正比。这样就实现了直流电到交流电的逆变。2.电压型单相全桥逆变电路t(b)(a)uot3t2t1iouoOZuoioUd_+S3S2S4S1它共有4个桥臂，可以看成由两个半桥电路组合而成。两对桥臂交替导通180°。输出电压和电流波形与半桥电路形状相同，幅值高出一倍。改变输出交流电压的有效值只能通过改变直流电压Ud来实现。输出电压定量分析uo成傅里叶级数基波幅值基波有效值当uo为正负各180°时，要改变输出电压有效值只能改变Ud来实现tttUu5sin513sin31sin4doddo1m27.14UUUdd1o9.022UUU可采用移相方式调节逆变电路的输出电压，称为移相调压。各栅极信号为180º正偏，180º反偏，且T1和T2互补，T3和T4互补关系不变。T3的基极信号只比T1落后q(0q180º)，T3、T4的栅极信号分别比T2、T1的前移180º-q，uo成为正负各为q的脉冲，改变q即可调节输出电压有效值。3MATLAB仿真Simulink组建电路模型及实验结果电压型全桥逆变电路结构图：阻感性质下的仿真：T1T4的脉冲信号：T2T3的脉冲信号：带电阻情况下IaVab波形电感负载下的Ia波形Vab波形阻感负载时RL负载电流波形输入电流Id的波形分析：在直流电源电压Vd一定时，输出电压的基波大小不可控，且输出电压中谐波频率低、数值大，直流电源电流Id脉动频率低且脉动数值大。因此为了使负载获得良好的输出电压波形和减小直流电源电流的脉动，必须采用较大的LC输出滤波器和LdCd输入滤波器。4.结束语通过这次的作业，在使用MATLAB的过程中遇到了许多问题，在对这些问题的解决过程中渐渐学会一些关于这套软件的使用方法，在查找MATLAB软件使用方法的时候找到了相关的专业论坛，这为以后学习生活提供了很多帮助，可以在与别人的交流过程中学到更多的知识。5.参考文献《电力电子变换和控制技术》高等教育出版社陈坚《电力电子及其仿真》江苏技术师范学院刑绍邦《电力电子技术应用电路》机械工业出版社王文郁石玉《石新春电力电子技术》中国电力出版社石新春