无源三相PWM逆变器控制电路设计
无源三相PWM逆变器的基本原理是通过将直流电源经过逆变器电路转
换为交流电源。逆变器电路通常由三相桥式整流器和逆变器两部分组成。
其中，桥式整流器将直流电源转换为三相交流电压，逆变器部分则通过PWM技术控制输出电压的大小和频率。
在PWM控制中，通过改变逆变器的开关状态和开关频率来控制输出电
压的大小和频率。通常采用三边交换桥输出电路结构，输出电压由六个IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和和六个反并联二极管组成。
控制电路的设计可以分为信号获取和信号处理两个部分。信号获取部
分包括测量输入电流、电压信号以及逆变器输出电流等参数的传感器电路；信号处理部分包括功率电流控制、PWM信号产生等电路。
在无源三相PWM逆变器的控制电路设计中，首先需要进行电路参数的
选择和计算。电路参数包括逆变器电路元件的选型和电压、电流换算公式
的推导等。其次，需要设计适合的信号获取电路，以获取输入输出电流、
电压的实时测量值。常用的测量电路包括霍尔元件、电流互感器等。然后，对得到的电流、电压信号进行滤波和放大处理，以适应控制系统的要求。
在信号处理部分，需要设计适合的控制算法，来实现对逆变器的控制。常用的控制算法有电流控制和PWM生成控制。电流控制包括PI控制、PID
控制等，以控制逆变器输出电流的大小。PWM生成控制则通过改变逆变器
的开关状态和频率，来控制输出电压的大小和频率。常见的PWM控制算法
有SPWM（正弦PWM）、SCPWM（三角PWM）等。
此外，还需要进行保护电路的设计，以保证逆变器的安全运行。常见
的保护电路包括过电流保护、过压保护、过温保护等，以防止逆变器的故
障和损坏。
综上所述，无源三相PWM逆变器控制电路的设计需要考虑到电路参数
的选择和计算、信号获取电路的设计、信号处理和控制算法的选择和设计，以及保护电路的设计等方面。通过合理的设计，可以实现对逆变器输出电
流和电压的精确控制，提高逆变器的工作效率和稳定性。
. 运动控制系统课程设计 课题：三相桥式PWM逆变器仿真研究 系别： 专业： 姓名： 学号： 成绩：
城建学院 目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、方案设计 (2) 1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理 (2) 2、状态空间模型 (3) 3、系统的可控性和可观测性 (6) 3.1 可控性判断 (6) 3.2 可观测性判断 (6) 4、整体方案设计 (7) 5、仿真建模 (8) 5.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (10) 5.3三相逆变电源总体电路仿真建模 (12) 6、仿真结果 (13) 6.1直流升压斩波电路仿真结果 (13) 6.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (14) 6.3闭环反馈电路仿真实现结果 (14) 6.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (15) 四、心得体会 (17) 五、参考文献 (18)
一、设计目的 随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的迅速发展，PWM技术得到了迅速发展，PWM正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，设计简单等一系列有点，是一种比较好的波形改善法。它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。PWM技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM技术。因此，研究PWM逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。 二、设计任务及要求 自拟负载，可选用电机或阻感负载等，画出系统主电路和控制电路的结构图，并进行仿真或实验验证系统的合理性。 三、方案设计 1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理 N u u u 图1 三相桥式PWM型逆变电路
三相SPWM逆变器的调制建模和仿真详解 随着电力电子技术的发展，SPWM正弦脉宽调制法正逐渐被人们熟悉，这项技术的特点是通用性强，原理简单。具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波，设计简单，是一种比较好的波形改善法。它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。由于大功率电力电子装置的结构复杂，若直接对装置进行实验，且代价高费时费力，故在研制过程中需要借助计算机仿真技术，对装置的运行机理与特性，控制方法的有效性进行试验，以预测并解决问题，缩短研制时间。 MATLAB软件具有强大的数值计算功能，方便直观的Simulink建模环境，使复杂电力电子装置的建模与仿真成为可能。本文利用MATLAB／Simulink为SPWM逆变电路建立系统仿真模型，并对其输出特性进行仿真分析。首先介绍的是三相电压型桥式逆变电路原理，其次阐述了SPWM逆变器的工作原理及特点，最后详细介绍了三相电压源SPWM逆变器的建模与仿真结构，具体的跟随小编一起了解一下。 一、三相电压型桥式逆变电路三相电压型桥式逆变电路如图1所示，电压型三相桥式逆变电路的基本工作方式也是180导电方式，即每个桥臂的导电角度为180，同一相上下2个桥臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120。这样，在任一瞬间，将有3个桥臂同时导通。可能是上面一个臂下面2个臂，也可能是上面两个臂下面一个臂同时导通。因为每次换流都是在同一相上下两个桥臂之间进行的，因此也被称为纵向换流。当urU》uc时，给上桥V1臂以导通信号，给下桥臂V4以关断信号，则U相相对于电源假想中点N的输出电压uUN=Ud／2。当urU《uc时，给V4导通，给V1关断，则uUN=Ud／2。V1和V4的驱动信号始终是互补的。当给V1（V4）加导通信号时，可能是V1（V4）导通，也可能是二极管VD1（VD4）续流导通。 二、SPWM逆变器的工作原理及特点SPWM，他是根据面积等效原理，PWM波形和正弦波是等效的，对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM波形。就是在PWM的基
无源三相PWM逆变器控制电路设计 无源三相PWM逆变器的基本原理是通过将直流电源经过逆变器电路转 换为交流电源。逆变器电路通常由三相桥式整流器和逆变器两部分组成。 其中，桥式整流器将直流电源转换为三相交流电压，逆变器部分则通过PWM技术控制输出电压的大小和频率。 在PWM控制中，通过改变逆变器的开关状态和开关频率来控制输出电 压的大小和频率。通常采用三边交换桥输出电路结构，输出电压由六个IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和和六个反并联二极管组成。 控制电路的设计可以分为信号获取和信号处理两个部分。信号获取部 分包括测量输入电流、电压信号以及逆变器输出电流等参数的传感器电路；信号处理部分包括功率电流控制、PWM信号产生等电路。 在无源三相PWM逆变器的控制电路设计中，首先需要进行电路参数的 选择和计算。电路参数包括逆变器电路元件的选型和电压、电流换算公式 的推导等。其次，需要设计适合的信号获取电路，以获取输入输出电流、 电压的实时测量值。常用的测量电路包括霍尔元件、电流互感器等。然后，对得到的电流、电压信号进行滤波和放大处理，以适应控制系统的要求。 在信号处理部分，需要设计适合的控制算法，来实现对逆变器的控制。常用的控制算法有电流控制和PWM生成控制。电流控制包括PI控制、PID 控制等，以控制逆变器输出电流的大小。PWM生成控制则通过改变逆变器 的开关状态和频率，来控制输出电压的大小和频率。常见的PWM控制算法 有SPWM（正弦PWM）、SCPWM（三角PWM）等。
此外，还需要进行保护电路的设计，以保证逆变器的安全运行。常见 的保护电路包括过电流保护、过压保护、过温保护等，以防止逆变器的故 障和损坏。 综上所述，无源三相PWM逆变器控制电路的设计需要考虑到电路参数 的选择和计算、信号获取电路的设计、信号处理和控制算法的选择和设计，以及保护电路的设计等方面。通过合理的设计，可以实现对逆变器输出电 流和电压的精确控制，提高逆变器的工作效率和稳定性。
作品名称：三相PWM逆变器LCL滤波电路的设计所属学院：电气工程学院
摘要 本文主要通过把三相PWM逆变器的输出电流进行LCL滤波设计，逆变器负载连接永磁同步电机，虽然永磁同步电机具有定子电感，但是其电感值很小，达不到理想的电路需要的正弦电流，所以需要进一步引进LCL 滤波电路。本文首先通过建立三相PWM逆变器负载连接永磁同步电机的电路模型，以谐振频率(f res)，总滤波电感值(L)以及对不同的频率段产生的谐波的抑制能力这三个方面为设计原则，分别对滤波元件L（滤波电感）、C （滤波电容）进行了设计。 而后，根据设计出的滤波元件的参数，进行了基于LCL滤波器的系统的频域分析，并且与L滤波电路进行了频域特性的对比，通过伯德图分析了两种滤波电路的滤波效果。虽然在滤波效果方面来讲，LCL滤波电路更优于L滤波电路，但是LCL滤波电路会产生谐振，要通过一定得加入阻尼电阻手段使LCL滤波电路的谐振点得到抑制。 根据三相PWM逆变器LCL滤波电路的设计模型，本文设计了接有永磁同步电机的电流内环，转速外环的PI控制电路，对PI调节器参数进行了的设计。由于三相PWM逆变器的负载侧接有永磁同步电机，需用SVPWM 信号对逆变器元件进行驱动。本文通过MATLAB软件程序设计实现了SVPWM驱动信号。 最后，本文分别对滤波电路进行了开环仿真和电流内环，转速外环的双闭环仿真。通过高速永磁同步电机的输出定子电流波形图，进一步验证了滤波电路中滤波元件的参数设计的合理性，及控制方法的正确性。同时还分析了控制电路中id坐标系中给定电流为0A时，iq给定电流为3A时，高速永磁同步电机d轴、q轴最终稳定的输出电流值。以验证仿真模型图搭建的合理性，也有利于得到理想的仿真波形图。 关键词：LCL滤波电路、永磁同步电机、频域分析、谐波抑制
正文三相PWM光伏并网逆变器设计 近年来，由于能源需求的增长和环境问题的日益严重，人们对可再生 能源尤其是光伏能源的利用越来越关注。而光伏并网逆变器作为光伏发电 系统中的重要组成部分，起着将光伏电池板产生的直流电转换为交流电并 注入电网中的作用。本文将对三相PWM光伏并网逆变器的设计进行详细介绍。 首先，三相PWM光伏并网逆变器是基于电力电子技术和控制技术的研 究成果，其主要组成部分包括输入端的光伏电池板、滤波器、逆变器、控 制电路等。整个系统的工作原理是将光伏电池板产生的直流电通过滤波器 进行滤波处理，然后经过逆变器将直流电转换为交流电，并通过控制电路 对逆变器的输出进行控制，最终将交流电输入到电网中。 在具体的设计过程中，首先需要进行逆变器的拓扑结构选择。目前较 为常用的逆变器拓扑结构有单相全桥拓扑、三相桥臂拓扑等。在本文中， 我们选择了三相桥臂拓扑结构，因其具有输出电流平稳、谐波较小等优点。 其次，需要进行逆变器的控制策略选择。常见的控制策略有三角波PWM控制策略、SVPWM控制策略等。本文选择了SVPWM控制策略。SVPWM 控制策略是一种基于空间向量调制的控制方法，具有输出电压波形好、谐 波较低等优点。 接下来，对逆变器的电路参数进行设计和计算。电路参数包括滤波器 的电感和电容值、逆变器功率器件的选型等。在设计和计算过程中，需要 考虑到系统的稳定性和效率等因素，保证逆变器在长时间运行中的可靠性。 最后，进行逆变器的控制电路设计。控制电路主要包括计算机控制和PWM信号生成等部分。计算机控制部分负责对逆变器输出的电流和电压进
行监测和控制，PWM信号生成部分负责生成SVPWM信号，控制逆变器输出的电流和电压波形。 综上所述，三相PWM光伏并网逆变器的设计涉及到逆变器拓扑结构的选择、控制策略的选择、电路参数的设计和计算以及控制电路的设计等方面。通过合理选择和设计，可以实现光伏能源的高效利用，并将产生的电能注入到电网中，为能源环境问题的解决做出贡献。
PWM逆变电路及其控制方法 PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路。它通过以一 定的频率和变化占空比的脉冲宽度调制信号，使得输入的直流电压经过逆 变器变换后，输出成为一定频率和幅值可调的交流电压。PWM逆变电路主 要用于交流传动，太阳能发电系统，UPS等领域。 PWM逆变电路的基本结构包括直流输入电源、逆变器和输出滤波电路。其中，直流输入电源将直流电压提供给逆变器，逆变器利用PWM技术将直 流电压转换为交流电压，输出滤波电路对逆变器输出的脉冲波进行滤波， 得到平滑的交流电压输出。 脉宽调制控制是最常用的PWM逆变电路控制方法。它通过改变逆变器 输入脉冲信号的占空比，控制逆变器输出交流电压的幅值。具体实现方法 是利用比较器将一个三角波信号与一个参考电压进行比较，产生一个PWM 波形信号。这个PWM波形信号的脉宽由比较器输出的高低电平确定，通过 改变三角波信号的频率和参考电压的大小，可以改变脉冲宽度从而控制逆 变器输出电压的幅值。 频率调制控制是通过改变逆变器输入脉冲信号的频率，控制逆变器输 出交流电压的频率。与脉宽调制控制不同，频率调制控制中，逆变器输出 的脉冲宽度保持不变。具体实现方法是通过改变比较器的阈值电压，或者 改变三角波信号的频率，从而改变逆变器输出信号的频率。 值得注意的是，PWM逆变电路的控制方法还可以根据需要，对脉宽调 制控制和频率调制控制进行组合，以实现更复杂的控制策略。
总结起来，PWM逆变电路是一种将直流电能转换为交流电能的电路，其控制方法主要有脉宽调制控制和频率调制控制两种。通过调整脉宽和频率，可以实现对逆变器输出交流电压幅值和频率的精确控制。
PWM逆变电路及其控制方法 PWM（Pulse Width Modulation）逆变电路是一种通过改变电压或电流波形的占空比来实现电能转换的技术。它广泛应用于各种电源逆变器、交流电机驱动器、太阳能逆变器、UPS（不间断电源系统）等领域。本文将介绍PWM逆变电路的基本原理、常见的控制方法以及应用实例。 PWM逆变电路的基本原理是通过将直流电压转换为交流电压，使得输出波形的频率和幅值可以根据需求进行调节。其核心部件是逆变器，通常由开关元件（如功率开关管）和输出变压器组成。逆变器通过快速开关开关闭合，产生一系列电压脉冲，然后经过输出变压器将直流电压转换为交流电压。 PWM逆变电路的控制方法有多种，常见的包括：固定频率脉宽调制（Fixed Frequency Pulse Width Modulation，FFPWM）、固定频率电压脉宽调制（Constant Frequency Voltage Pulse Width Modulation，CFVPWM）、固定频率电流脉宽调制（Constant Frequency Current Pulse Width Modulation，CFCPWM）以及多重脉冲脉宽调制（Multiple Pulse Width Modulation，MPWM）等。 固定频率脉宽调制是PWM逆变电路中最简单的控制方法之一，其特点是输出频率和开关频率固定，可以通过调节脉宽来实现输出波形的幅值控制。固定频率电压脉宽调制在固定频率脉宽调制的基础上增加了电压控制环节，通过反馈控制使输出电压达到设定值。固定频率电流脉宽调制则在固定频率脉宽调制的基础上增加了电流控制环节，通过反馈控制使输出电流达到设定值。多重脉冲脉宽调制是在固定频率脉宽调制的基础上引入多个脉冲周期，通过交错控制来改善输出波形的谐波含量。
三相电压型SPWM逆变器设计 一、设计原理： 三相电压型SPWM逆变器由一个直流输入端和一个交流输出端组成。 其主要原理是将直流电压转换为较高频率的脉冲宽度调制信号，然后通过 逆变桥电路将直流电压转换为交流电压。在逆变桥电路中，通过控制三相 负载端的三个开关管的开关状态，可以实现对输出电压幅值、频率和相位 的控制。 二、设计步骤： 1.选择逆变桥电路拓扑：逆变桥电路有多种不同的拓扑结构，如全桥、半桥等，需要根据具体需求来选择合适的拓扑结构，一般来说，全桥结构 应用较为广泛。 2.数据采样和计算：通过采样电路获取输入电流和输出电压的实时数据，并进行运算和控制。一般需要采用高速的模数转换器（ADC）进行数 据采集，并使用微控制器或数字信号处理器（DSP）进行计算和控制。 3.正弦脉宽调制（PWM）：通过正弦脉宽调制技术，将直流电压转换 为脉冲宽度调制信号。正弦脉宽调制技术是一种通过比较三角波和参考正 弦波来确定开关管的开关状态的方法，其核心思想是让输出电压的波形尽 可能接近正弦波形。 4.控制逆变桥电路开关状态：通过控制逆变桥电路中的三个开关管的 开关状态，可以实现对输出电压的控制。一般来说，可以采用脉冲宽度调 制技术控制开关管的开关时间，从而改变输出电压的幅值和频率。
5.输出滤波：由于逆变器输出为脉冲宽度调制信号，需要进行滤波处理，以减小输出电压的谐波含量，并使其接近纯正弦波形。常用的滤波器包括LC滤波器和LCL滤波器。 6.过流、过压保护：为了保护逆变器和负载，需要设计过流和过压保护电路，并将其集成到逆变器中。 总结： 通过以上的步骤，就可以设计出一款三相电压型SPWM逆变器。设计时需要根据具体需求选择逆变桥电路拓扑、采集数据并进行计算，使用正弦脉宽调制技术控制开关管的开关状态，进行输出滤波，并设计过流、过压保护电路。这些步骤需要结合电力电子、控制系统和信号处理等多个领域的知识和技术。
三相PWM逆变器的设计 三相PWM逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，具有高效率、低失真、输出电压可调等特点，在工业领域中应用广泛。设计一个三 相PWM逆变器涉及到电路拓扑结构、电路参数选择、控制策略等多个方面。以下是一个基础的三相PWM逆变器设计的详细步骤。 1.三相桥式逆变器拓扑选择 三相桥式逆变器是最常用的逆变器拓扑，由6个功率开关器件组成， 可以实现全桥或半桥逆变。全桥逆变器的输出电压质量接近正弦波，但需 要更多的功率开关器件；半桥逆变器只需要3个功率开关器件，但输出电 压质量稍差。根据实际应用需求和成本限制，选择适合的拓扑结构。 2.电路参数选择 根据输出功率和频率要求，选择合适的功率开关器件。常见的功率开 关器件有IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场 效应晶体管）。考虑到功率开关器件的导通压降、开关速度、热稳定性、 价格等因素，选择适应需求的器件。 3.控制策略选择 PWM（脉宽调制）是实现三相逆变器输出的常用控制策略。常见的PWM控制策略有SPWM（正弦脉宽调制）、SVPWM（空间矢量脉宽调制）等。SPWM控制策略简单易实现，但需要大量的计算和存储器件；SVPWM控制策 略计算复杂度更低，输出电压质量更高。根据实际需求选择合适的控制策略。 4.电路设计
根据逆变器的拓扑结构和控制策略，设计逆变器的详细电路图。包括 功率开关器件的连线方式、驱动电路的设计、滤波电路的设计等。电路设 计时需要根据功率开关器件的参数和电源电压进行合理的限流和保护设计，确保逆变器的可靠性和安全性。 5.控制器设计 根据控制策略设计逆变器的控制器。控制器可以采用单片机、DSP （数字信号处理器）、FPGA（可编程门阵列）等实现。控制器的主要任务 是通过PWM控制信号控制功率开关器件的导通和断开，实现逆变器输出电 压的调节和控制。 6.仿真验证和实验验证 使用电子电路仿真软件（如PSIM、Simplorer）对设计的三相PWM逆 变器进行仿真验证。通过仿真可以验证逆变器的输出电压波形质量、电流 波形质量等性能指标，进一步改进设计和优化参数。然后，搭建实际的电 路进行实验验证，检验设计的逆变器性能和可靠性。 7.输出电压调整和保护功能 在设计中考虑逆变器的输出电压调节和保护功能，使逆变器能够根据 实际需求对输出电压进行调整，并具备过流、过载、过温等保护功能，确 保逆变器正常工作和稳定运行。 综上所述，设计一个三相PWM逆变器需要从拓扑结构选择、电路参数 选择到控制策略选择，再到电路设计、控制器设计等多个方面综合考虑和 设计。最后通过仿真验证和实验验证，进一步改进和优化设计，使逆变器 能够实现高效率、低失真的直流到交流的转换。
阐述三相电流型逆变器的PWM控制方法 前言：就当前的现状来看，关于三相电流型逆变器PWM控制方法的文献研究甚少，因而基于此，为了提升PWM变频电路整体运行效率，要求当代专家学者应注重深化对此项课题的研究，并全面掌控到PWM变频电路运行特点，且将PWM控制技术应用于电力系统中，形成稳定的运行目标。以下就是对三相电流逆变器PWM控制方法的详细阐述，望其能为当代电力行业系统控制模式的进一步创新与发展提供有利的文字参考。 一、PWM变频电路运行特点分析 就当前的现状来看，PWM变频电路运行特点主要体现在以下几个方面：第一，从电压型PWM交-直-交变频角度来看，其电路特点主要体现在输出电压呈现出与正弦波形较为接近的特点，因而在此基础上，相关技术人员在对变频电路进行操控的过程中必须强化与其运行特点的有效结合。另外，强调对二极管的应用也是PWM变频电路呈现出的主要特点之一；第二，基于电流型PWM交-直-交变频特点研究中可以看出，其在运行过程中逐渐呈现出高阻抗的运行特性，同时也由此形成了矩形波样式的运行模式，因而为实现对PWM控制技术的应用，必须注重结合其电路特点。 二、PWM控制技术发展现状 变压变频设备的应用在一定程度上缓解了传统电力系统运行过程中凸显出的问题，因而其应用现状逐渐引起了人们的关注，但是就当前的现状来看，其在应用的过程中仍然存在着某些不足之处，即未实现变頻装置的合理化设置，继而对其的推广行为受到了一定的阻碍。随着现代化科学技术的不断发展，变频装置在应用的过程中得到了逐步完善，且逐渐将现代化通信技术应用于装置运行中，带动了装置整体运行水平的提升。此外，随着变频装置的不断完善，PWM技术开始被广泛应用于电气公司实际生产中，且以正弦波脉宽调制方式、磁通SPWM 等途径提升了电压的整体利用效率，并就此减少了电路功效的损害。同时在使用的过程中也逐渐凸显出噪声较小等优势，因而在此背景下，相关技术人员在系统操控过程中应强化对PWM控制技术的应用。 三、三相电流型逆变器的PWM控制方法实验研究 （一）控制信号产生原理
三相桥式PWM逆变电路设计 一、设计原理 三相桥式PWM逆变电路主要由桥式整流器、滤波器和逆变器三部分组成。首先，桥式整流器将输入的交流电源转换为直流电源，然后通过滤波 器对直流电进行滤波，使其变为平滑的直流信号。最后，逆变器将平滑的 直流信号通过逆变操作转换为所需的交流输出信号。 在逆变过程中，PWM技术（脉冲宽度调制）被应用于控制逆变器开关 管的开关动态。PWM技术通过调整开关管的导通时间和非导通时间，控制 输出波形的频率和幅值，从而实现对输出电压的精确控制。脉冲宽度与输 出电压大小成正比，因此可以通过改变脉冲宽度比例来调节输出电压的大小。 二、关键步骤 1.选择合适的开关管：逆变电路中使用的开关管需要能够承受高电压 和高电流，并具有快速开关速度和低开关损耗。常用的开关管有IGBT （绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等。 2.确定工作频率：逆变器的工作频率决定了逆变器的输出波形的周期。工作频率一般选取在几KHz到几十KHz之间。 3.设计PWM控制电路：通过选择合适的控制器（如DSP、FPGA或微控 制器）和编程，实现对逆变电路的脉冲宽度调制控制。根据输出电压的需 求和开关管的性能参数，计算脉冲宽度的比例关系。
4.设计滤波器：滤波器的作用是将逆变器输出的脉冲波形平滑为纯正 弦波形，以降低输出谐波和滤除高频噪声。滤波器一般由电感和电容组成，其设计需要根据输出电压的需求和带宽进行计算。 5.功率管的散热设计：功率管在工作过程中会产生热量，需要进行有 效的散热设计，以保证逆变电路的稳定和可靠性。散热设计主要包括散热 器的选择和散热风扇的设计。 6.过流和过压保护：逆变电路需要添加过流和过压保护电路，以防止 过载和电路故障对设备和电源的损坏。 三、设计小提示 1.合理选择开关管的型号和参数，避免过分浪费和过度损耗。 2.控制器的选择要考虑其计算能力和控制精度，以满足实际需求。 3.设计滤波器时要注意对过多谐波的抑制，以防干扰其他设备的正常 运行。 4.电路的散热设计要合理，以保证工作的稳定性和可靠性。 5.添加过载和故障保护电路，以提高电路的安全性和可靠性。 总结： 三相桥式PWM逆变电路设计包括开关管选择、控制电路设计、滤波器 设计、散热设计和保护电路设计等关键步骤。设计中需要综合考虑各个参 数的取值和相互影响，以满足实际应用中对输出电压的需求，并保证电路 工作的稳定性和可靠性。
《电力电子技术》课程设计说明书三相桥式PWM逆变电路的设计院、部：电气与信息工程 学生姓名：刘远治 指导教师：桂友超职称副教授 专业：电气工程及其自动化 班级：电气本1104班 完成时间： 2014年06月
摘要 本文设计了一个三相桥式PWM控制的逆变电路。PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术,如果脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形,也称为SPWM波形。该设计包括主电路、驱动电路、SPWM信号产生电路、过流保护等方面的设计。该逆变器主电路采用的开关器件是IGBT；如需实物制作，驱动电路可采用现在大功率MOSFET、IGBT专用驱动芯片IR2110；PWM信号产生电路可采用CD4538芯片控制产生。 关键词：三相桥式；主电路；IR2110；CD4538
Abstract This paper designed a three-phase PWM controlled inverter bridge circuit. PWM control is on the pulse width modulation technology, if the pulse width changes according to sine law and the sine wave PWM waveform equivalent, also known as SPWM waveform. The design includes the main circuit, driver circuit, SPWM signal generation circuit, over-current protection and other aspects of design. The inverter main circuit uses IGBT; If you need make it real, driver circuit can use high-power MOSFET, IGBT dedicated driver chip IR2110; PWM signal generation circuit controlled by the CD4538 chip produced。 Key words three-phase bridge; main circuit; IR2110; CD4538
. 运动控制系统课程设计课题：三相桥式PWM逆变器仿真研究 系别： 专业： 姓名： 学号： 成绩： 河南城建学院
目录 一、设计目的 (2) 二、设计任务及要求 (2) 三、方案设计 (2) 1、三相桥式PWM逆变电路的工作原理 (2) 2、状态空间模型 (3) 3、系统的可控性和可观测性 (6) 3.1 可控性判断 (6) 3.2 可观测性判断 (6) 4、整体方案设计 (7) 5、仿真建模 (7) 5.2三相桥式PWM逆变电路仿真建模 (9) 5.3三相逆变电源总体电路仿真建模 (11) 6、仿真结果 (11) 6.1直流升压斩波电路仿真结果 (11) 6.2三相桥式PWM逆变电路仿真实现结果 (12) 6.3闭环反馈电路仿真实现结果 (13) 6.4三相逆变电源总体仿真实现结果 (13) 四、心得体会 (15) 五、参考文献 (16)
一、设计目的 随着电力电子技术，计算机技术，自动控制技术的迅速发展，PWM 技术得到了迅速发展，PWM 正弦脉宽调制法这项技术的特点是原理简单，通用性强，具有开关频率固定，控制和调节性能好，能消除谐波使输出电压只含有固定频率的高次谐波分量，设计简单等一系列有点，是一种比较好的波形改善法。它的出现为中小型逆变器的发展起了重要的推动作用。PWM 技术成为目前应用最为广泛的逆变用PWM 技术。因此，研究PWM 逆变器的基本工作原理和作用特性意义十分重大。 二、设计任务及要求 自拟负载，可选用电机或阻感负载等，画出系统主电路和控制电路的结构图，并进行仿真或实验验证系统的合理性。 三、方案设计 1、三相桥式PWM 逆变电路的工作原理 V1V2 V4 V3 V6 V5 VD1 VD3 VD5 VD4 VD6 VD2 U V W N 调制电路 2 d u 2 d u rV u rW u rU u c u 图1 三相桥式PWM 型逆变电路
无源三相PWM逆变器控制电路设计 一、课程设计的目的 通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索 需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力. 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平. 二、课程设计的要求 1注意事项 控制框图 设计装置（或电路）的主要技术数据 主要技术数据
输入交流电源： 三相380V，f=50Hz 交直变换采用二极管整流桥电容滤波电路，无源逆变桥采用三相桥式电压型逆变主电路，控制方法为SPWM控制原理输出交流： 电流为正弦交流波形，输出频率可调，输出负载为三相异步电动机，P=5kW等效为星形RL电路，R=10Ω，L=15mH 2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术 知识和创造性的思维方式以及创造能力 3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能 力 4.课题设计的主要内容是主电路的确定，主电路的分析说 明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。 报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。 5.课程设计用纸和格式统一 三设计内容： 整流电路的设计和参数选择 滤波电容参数选择 三相逆变主电路的设计和参数选择 IGBT电流、电压额定的选择 三相SPWM驱动电路的设计 画出完整的主电路原理图和控制电路原理图
根据要求,整流电路采用二极管整流桥电容滤波电路, 其电路图如图2.1所示: 图2.1 考虑电感时电容滤波的三相桥式整流电路及其波形 a ）电路原理图 b ）轻载时的交流侧电流波形 c ）重载时的交流侧电流波形 1. 其工作原理如下所示： 该电路中，当某一对二级管导通时,输入直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电,也向负载供电。当 没有二级管导通时，由电容向负载放电，u d 按指数规律下降. 设二极管在局限电路电压过零点δ角处开始导通，并以二极管VD 6和VD 1开始同时导通的时刻为时间零点，则线电压为 u ab =6U 2sin （ωt+δ） a) c) R 462 i i
湘潭大学 课程设计报告书题目：三相桥式PWM逆变电路设计 学院信息工程学院 专业自动化 学生 同组成员 指导教师 课程编号 课程学分 起始日期
目录 一、课题背景 (1) 二、三相桥式SPWM逆变器的设计内容及要求 (2) 三、SPWM逆变器的工作原理 (3) 1.工作原理 (4) 2.控制方式 (5) 3.正弦脉宽调制的算法 (8) 四、MATLAB仿真分析 (17) 五、电路设计 (11) 1.主电路设计 (11) 2.控制电路设计 (12) 3.保护电路设计 (14) 4.驱动电路设计 (15) 六、实验总结 (21) 附录 (22) 参考文献 (23)
三相桥式SPWM逆变电路设计 一、课题背景 随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。 在现有的正弦波输出变压变频电源产品中，为了得到SPWM波，一般都采用双极性调制技术。该调制方法的最大缺点是它的6个功率管都工作在较高频率(载波频率)，从而产生了较大的开关损耗，开关频率越高，损耗越大。本实验针对正弦波输出变压变频电源SPWM调制方式及数字化控制策略进行了研究，以SG3525为主控芯片，以期得到一种较理想的调制方法，实现逆变电源变压、变频输出。 正弦逆变电源作为一种可将直流电能有效地转换为交流电能的电能变换装 置被广泛地应用于国民经济生产生活中,其中有:针对计算机等重要负载进行断电保护的交流不间断电源UPS (Uninterruptle Power Supply) ;针对交流异步电动机变频调速控制的变频调速器;针对智能楼宇消防与安防的应急电源EPS ( Emergence Power Supply) ;针对船舶工业用电的岸电电源SPS(Shore Power Supply) ;还有针对风力发电、太阳能发电等而开发的特种逆变电源等等.随着控制理论的发展与电力电子器件的不断革新,特别是以绝缘栅极双极型晶体管IGBT( Insulated Gate Bipolar Transistor)为代表的自关断可控型功率半导体器件出现,大大简化了正弦逆变电源的换相问题,为各种PWM 型逆变控制技术的实现提供了新的实现方法,从而进一步简化了正弦逆变系统的结构与控制. 电力电子器件的发展经历了晶闸管（SCR）、可关断晶闸管（GTO）、晶体管（BJT）、绝缘栅晶体管（IGBT）等阶段。目前正向着大容量、高频率、易驱动、低损耗、模块化、复合化方向发展，与其他电力电子器件相比，IGBT具有高可靠性、驱动简单、保护容易、不用缓冲电路和开关频率高等特点，为了达到这些高性能，采用了许多用于集成电路的工艺技术，如外延技术、离子注入、精细光刻等。 IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击。它的并联不成问题，由于本身的关断延迟很短，其串联也容易。尽管IGBT模块在大功率应用中非常广泛，但其有限的负载循环次数使其可靠性成了问题，其主要失效机理是阴极引线焊点开路和焊点较低的疲劳强度，另外,绝缘材料的缺陷也是一个问题。
华东交通大学理工学院 Institute of Technology. East China Jiaotong University 毕业论文 Graduation Thesis （2009 —2013 年） 题目：三相电压型PWM整流器及其控制的设计 分院：电气与信息工程分院 专业：电气工程及其自动化 1
摘要 传统的二极管不可控整流器和晶闸管半控整流器输出的直流电压存在不同程度的波动，需要体积庞大的滤波装置、电网电流畸变率大、谐波含量大等缺点。直流电压波动太大给负载带来了不良影响、滤波装置体积庞大会导致整流器笨重并且设备占地面积增大、电网电力畸变率大谐波含量高从而需要无功补偿装置，这些都增大了传统整流器的设计与运行成本。 本文从实际出发，首先介绍了三相电压型PWM整流器的发展史，电路的拓扑结构，以及电路的控制策略。深入的研究了PWM整流器的数学模型，得到了一些有用的结论，重点研究了PWM整流器的控制策略，即SVPWM调制策略，设计了相应的控制器。在MATLAB中搭建了仿真模型，仿真结果表明了所建立的控制系统是有效的，能够稳定三相电压型PWM整流器直流侧的直流电压，在负载突变后，也能很好的调节的直流电压保持不变，并且电网电流与电压同相，实现了单位功率因数运行。 关键字：PWM整流；SVPWM调制；仿真；单位功率因数
Abstract Traditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortcomings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power compensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs. From reality, this paper first introduces the history of the development of the three-phase voltage-type PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. In-depth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable three-phase voltage-type PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation. Key words: PWM rectifier; SVPWM modulation; simulation; unity power factor 3