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单相逆变器电路设计与仿真multisim【原创实用版】目录1.单相逆变器电路设计2.单相逆变器的建模与仿真3.控制思路与电路拓扑4.负载使用单相桥式整流5.电流内环与电压外环控制6.MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真7.利用仿真减少逆变器电路设计工时8.单相 LCL 并网逆变器 simulink 仿真9.逆变电路设计过程及仿真实例10.DC/AC：单相方波全桥逆变电路设计原理及实验仿真正文一、单相逆变器电路设计单相逆变器是一种将直流电源转换为交流电源的电路，其主要应用在太阳能发电、风力发电以及电力电子设备中。
在设计过程中，需要考虑电路的拓扑结构、控制策略以及负载特性等因素。
二、单相逆变器的建模与仿真建模是对电路的数学描述，仿真是利用计算机模拟电路的工作过程。
对于单相逆变器，可以使用 MATLAB 或 Multisim 等软件进行建模与仿真，以验证电路的性能指标是否满足设计要求。
三、控制思路与电路拓扑控制部分采用 PI 控制，包含电压外环和电流内环。
电压外环控制输出电压，电流内环控制输出电流。
电路拓扑采用全桥逆变电路，使用 LC 滤波器，负载为单相桥式整流电路。
四、负载使用单相桥式整流在单相逆变器电路中，负载通常使用单相桥式整流电路。
这种整流电路具有结构简单、工作效率高等优点，适合用于电压波形为矩形波的负载。
五、电流内环与电压外环控制电流内环和电压外环是逆变器控制策略的两个重要部分。
电流内环控制电流，电压外环控制电压。
通过这两个环路的联合控制，可以实现逆变器输出电压和电流的高效调节。
六、MATLAB 中的单相全桥逆变器电路建模与仿真在 MATLAB 中，可以通过 Simulink 工具箱搭建单相全桥逆变器电路模型，并进行仿真实验。
仿真结果表明，当同时打开绝缘栅双极型晶体管时，负载两端的电压和电流波形方向相同；当二极管 vd 同时导通时，电压和电流波形方向相反，理论分析与仿真实验结果完全一致。
三相逆变器死区补偿一、引言在电力系统中，逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备之一。
而三相逆变器是一种常见的逆变器类型，广泛应用于太阳能发电、风能发电等领域。
然而，由于逆变器本身的特性，会存在一个称为死区的问题。
本文将对三相逆变器死区补偿进行深入探讨。
二、三相逆变器死区问题的原因三相逆变器在将直流电转换为交流电时，需要通过开关器件来控制电流的流向。
然而，由于开关器件的切换速度有限，会导致在切换过程中，同时打开或关闭的两个开关器件存在一个时间上的间隔，即死区。
这个死区会导致电流在切换过程中断，使得逆变器输出的交流电存在失真现象。
三、三相逆变器死区补偿的方法为了解决三相逆变器死区问题，研究者们提出了多种补偿方法，下面将介绍其中的几种常见方法。
3.1 死区补偿电路死区补偿电路是一种常见的补偿方法，它通过在开关器件的控制电路中添加补偿电路，来消除死区带来的影响。
补偿电路可以根据死区时间的大小和开关器件的特性进行设计，使得在切换过程中电流能够平滑地流过。
3.2 死区补偿算法除了通过电路来进行死区补偿外，还可以通过算法来实现死区补偿。
死区补偿算法可以根据逆变器输出的电流波形，计算出合适的补偿信号，从而消除死区带来的失真。
3.3 死区时间的选择死区时间的选择也是一项重要的工作。
过小的死区时间可能导致开关器件的损坏，而过大的死区时间则会导致输出电流的失真。
因此，需要根据具体的应用场景和开关器件的特性来选择合适的死区时间。
3.4 死区补偿的效果评估在进行死区补偿时，需要对补偿效果进行评估。
评估的方法可以包括输出波形的失真程度、电流的谐波含量等指标。
通过评估补偿效果，可以进一步优化补偿方法和参数的选择。
四、三相逆变器死区补偿的应用场景三相逆变器死区补偿技术在各种领域都有广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用场景：1.太阳能发电系统：太阳能发电系统中的逆变器需要将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电。
死区补偿可以提高逆变器的转换效率，减少输出波形的失真，从而提高太阳能发电系统的整体性能。
目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国外的研究现状 (2)1.2.2 国内的研究现状 (2)1.3 光伏并网逆变器的发展趋势 (3)1.4主要研究内容 (3)2 光伏逆变器主电路的设计与工作原理 (4)2.1 光伏逆变器的基本结构 (4)2.2 逆变器的拓扑分类 (4)2.3 系统工作原理 (5)2.3.1 前级Boost升压电路的工作原理 (5)2.3.2 后级单相全桥逆变器的工作原理 (7)2.4 本章小结 (7)3 光伏阵列的最大功率点跟踪 (8)3.1 光伏阵列的输出特性 (8)3.1.1 光伏电池简介 (8)3.1.2 光伏电池的工作原理 (8)3.1.3 光伏电池的物理模型 (11)3.1.4 光伏电池的输出功率 (12)3.1.5 光伏阵列的温度特性和光电特性 (13)3.2 最大功率点跟踪法的比较与分析 (14)3.2.1 电导增量法 (15)3.2.2 干扰观测法 (17)3.2.3 固定电压跟踪法 (18)3.2.4 其他MPPT方法 (21)3.3 本章小结 (22)4 三相并网逆变器的控制策略 (22)4.1 并网逆变器的控制目标 (22)4.2 并网逆变器的原理 (23)4.3 并网逆变器控制策略的比较 (23)4.4 电流跟踪控制方式的比较 (24)4.4.1 电流滞环瞬时比较方式 (24)4.4.2 三角波比较方式的电流跟踪方式 (24)4.4.3 SVPWM电流控制方式 (25)4.5 SVPWM控制原理 (25)4.5.1 SVPWM的特点 (25)4.5.2 SVPWM的原理 (26)4.6 SVPWM的实现 (27)4.6.1 参考电压所在扇区的判断 (27)4.6.2 各个扇区开关持续时间的计算 (29)4.7 SVPWM控制的实现 (29)4.8 本章小结 (30)5 光伏并网逆变器的仿真 (30)5.1 恒定电压法MPPT跟踪的仿真实现 (31)5.1.1 固定电压法MPPT跟踪的仿真方法 (31)5.1.2 固定电压法MPPT仿真 (31)5.1.3 固定电压法MPPT仿真结果分析 (32)5.2 SVPWM控制的仿真 (33)5.2.1 SVPWM控制仿真方法 (33)5.2.2 SVPWM控制仿真电路 (34)5.2.3 SVPWM控制仿真结构分析 (35)5.3 本章小结 (36)6 结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 绪论1.1 课题背景随着煤炭、石油等现有化石能源的频频告急和大量使用化石能源对生态环境造成严重的破坏，人类不得不尽快寻找新的清洁能源和可再生资源。
课程设计—5KVA单相逆变器设计与仿真5KV A单相逆变器设计与仿真姓名：班级：学号：同组同学：目录1、技术要求 (2)2、负载参数计算 (2)3、滤波电路的设计 (2)4、逆变电路输出电压 (3)5、逆变电路输出正弦电压 (5)6、逆变器输出电流的计算 (6)7、主开关元器件的选择 (7)8、控制策略 (8)9、控制器设计与仿真 (8)11、结论 (13)1、技术要求1）输出电压：110V 2）输出频率：50HZ3）输出功率：5KV A 4）负载功率因数：1~8.0cos =φ 5）过载倍数：1.52、负载参数计算1）负载电感最小值计算KVar S Q O L 3000sin =•=φ 公式 1Ω===033.43000/110/2'L O L Q U Z 公式 2H Z L L m 84.124.033/(100f)2/(''===）ππ 公式 32）负载电阻最小值计算（1）当1cos =φ时，Ω==42.2/2O O P U R 公式 4 （2）当8.0cos =φ时，Ω=•=025.3)cos /(2φO O P U R 公式 5 3、滤波电路的设计1）滤波电感的设计作用：（1）减小输出电压的谐波电压；（2）保证基波电压的传输。
注意：LC 2w 不应太大而接近于1，R wL 应较小。
选6.0=wL ,mH 912.15026.0=•=πL 公式 6实取2mH 。
Ω===628.02w fL L Z L π 公式 7滤波电路固有频率 Hz LC94.17721f '==π 公式 82）滤波电容的设计滤波电容与负载并联，对逆变电路输出电流影响较大，所以设计滤波电路时先选择设计滤波电容。
取滤波电容容抗为负载电感感抗的2倍：Ω==066.82'L C Z Z 公式9uF Z C C 8.394)f 2/(1==π 取400uF ，4个100uF 、250V 的电容并联起来。
应天职业技术学院机电工程系毕业设计报告课题名称家用电源逆变器设计作者专业电力系统自动化技术（供用电技术）班级学号供电091 0974139指导教师2011 年11 月目录摘要..............................................................错误!未定义书签。
一、概述.. (2)二、毕业设计的任务与意义 (3)（一）毕业设计的任务 (3)（二）毕业设计的意义和要求 (3)三、基本原理 (4)（一）逆变器的特点与应用范围 (4)（二）电路基本原理 (4)（三）逆变器应用类型 (5) (6)2.无源逆变电路 (7)四、设计方案 (8)（一）输入波形的选择 (8)（二）50HZ、220V方波波形输出实现电路选择 (8)1.脉宽调制器（PWM) (8)2.输出方式 (8)（三）各元件分析 (8)（四）基本构成 (12)（五）逆变器的主要指标 (14)(六）设计图纸 (15)（七）保护电路设计 (15)（八）DC/AC变换电路 (17)五、毕业设计过程中出现的问题及解决方法 (18)六、总结 (19)参考文献家用电源逆变器设计摘要：本文利用电力电子的基本原理设计一种将直流电转换成220V、50Hz交流电或其它类型的交流电的逆变器电路。
它输出的交流电可用于各类设备，最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。
本文主要介绍了逆变器的含义、发展情况，以及逆变器的基本原理图，具体设计电路，最后对毕业设计遇到的问题进行总结归纳。
关键词：直流交流逆变有源无源一、概述逆变器是一种电源转换装置，逆变器按激励方式可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。
主要功能是将蓄电池的直流电逆变成交流电。
通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照明负载频率、额定电压等相匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。
有了逆变器，就可使用直流蓄电池为电器提供交流电，提供稳定可靠的用电保障，如笔记本电脑、手机、手持pc、数码相机以及各类仪器等；逆变器还可与发电机配套使用，能有效地节约燃料、减少噪音；在风能、太阳能领域，逆变器更是必不可少。
各控制参数对三相SPWM逆变器死区效应影响的研究【摘要】本文简单介绍了三相SPWM逆变器及其死区时间，建立了电路的MATLAB仿真模型，根据仿真结果讨论了基波频率，调制度，载波比这些参数对死区效应产生的影响。
【关键词】逆变器;基波频率;调制度;载波比;死区效应1.三相SPWM逆变电路及其死区时间设置SPWM法就是用脉冲宽度按正弦规律变化且和正弦波等效的SPWM 波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出的电压和幅值。
在三相SPWM桥式逆变电路中，一般采用双极性SPWM调制技术。
在理想情况下，逆变器每个桥臂的上下两个开关器件严格轮流导通和关断。
但实际情况是，每个器件的通、断都需要一定的时间，尤其是关断时间比导通时间更长。
在关断过程中，如果截止的器件立即导通，必然引起桥臂短路。
为了防止这种情况发生，必须在驱动信号中引入一段死区时间Td。
在此时间内，桥臂的工作状态将取决于两个续流二极管和该相电流的方向，死区的加入将引起死区效应，导致逆变器的输出波形崎变，可以通过改变调制波的频率和幅值调节输出电压波形，分析它们对死区效应的影响。
2.三相SPWM逆变电路及其仿真技术图1为三相桥式SPWM型逆变电路，对应的图2为三相桥式SPWM型逆变电路的仿真模型图，其中载波频率为7500Hz，基波频率为500Hz，载波比为15，载波幅度为0.9，调制波幅度为1，调制比为0.9。
逆变器主电路通过六个IGBT/Diode开关构成，由SPWM PULSE提供驱动信号，驱动信号是由载波与三个不同相位的信号波的大小比较得到三路互补的控制信号，分别控制六个功率器件的通断，最终通过电压测量模块测出U、V、W相的电压。
图1 三相电压型桥式逆变电路图2 三相SPWM逆变器的仿真图3.各控制参数对SPWM逆变器死区效应的影响在三相SPWM逆变器的仿真模型图2中，加入死区时间后，可以通过改变载波比、输出基波频率以及调制度来分析这些控制参数对SPWM逆变器死区效应产生的影响，通过观察输出基波和各次谐波幅值的变化，得出结论。
SVPWM逆变器死区效应补偿方法的研究DEAD-TIME COMPENSATION FOR VECTOR-CONTROL INDUCTION MOTOR PWMINVERTER王高林，贵献国，于泳，徐殿国（哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江省 哈尔滨市 150001） (Email: Wanggl@, Xianggui@, Yuyong@, Xudiang@ )摘要：针对伺服系统矢量控制系统，提出了一种可以补偿死区误差电压并消除零电流钳位效应的死区补偿方法。
在分析了影响死区效应的因素以及等效死区时间的表达式的基础上，采用平均死区时间补偿法，在两相静止轴系中对等效死区时间产生的误差电压进行了补偿。
为了提高电流极性检测的准确性，利用旋转轴系中的励磁电流和转矩电流分量经过坐标反变换，判断电流在两相静止轴系所处的扇区来决定需要施加的补偿电压。
另外为了更好地消除由于死区时间而产生的零电流钳位效应，将一种消除零电流钳位效应的方法结合到上述补偿方法中。
最后通过TMS320F2812 DSP芯片来实现补偿算法，并在11kW 伺服电机矢量控制系统中验证了补偿算法的有效性。
ABSTRACT: A dead-time compensation strategy is presented to compensate dead-time error-voltage and eliminate zero-current clamping effect for servo motor vector control system. The factor influencing dead-time effect is analyzed, and expression of equivalent dead time is deduced. Average dead-time compensation technique is adopted to compensate error-voltage at two-phase stationary frame. To improve accuracy of detection of current direction, components of magnetizing current and torque current are transformed into two-phase stationary frame. Therefore compensating voltage vector can be decided according to the sector the current vector is locating. In addition, a kind of zero-current clamping effect eliminating scheme is adopted combining with the above compensation method to improve the compensation performance. The proposed compensation method is performed with TMS320F2812 DSP chip. Experimental results demonstrate the efficiency of the dead-time compensation method in 11kW servo motor vector control system.关键词：伺服系统，空间矢量PWM，死区效应，零电流钳位，补偿KEY WORDS:servo system; space vector PWM; dead-time effect; zero-current clamping; compensation1 引言由于伺服系统在各种工业场合应用非常普遍，永磁伺服电机相关控制技术研究也获得了广泛重视，其中空间矢量脉宽调制技术（SVPWM）一直是一个热门的研究课题[1,2]。
三相三线制SPWM逆变器死区效应分析林钊;马皓;尹艺迪;王小瑞【摘要】针对死区时间的加入所带来的死区效应(如对输出电压基波和低次谐波含量的影响),建立了定量计算的数学模型,详细分析了不同条件下,死区效应与死区时间、调制系数、开关频率和功率因数角之间的关系.在Matlab上对其进行了Simulink仿真,在一台3 kW三相三线制逆变器上进行了实验.理论分析结果表明,死区时间的引入会降低输出电压基波幅值和增大低次谐波的含量.理论曲线和仿真、实验数据拟合曲线基本吻合,验证了数学模型的正确性.该分析对SPWM逆变器的设计具有一定的参考意义.%Aiming at the dead-time effect caused by the dead time, such as the influence on fundamental wave of the output voltage and low harmonic content,a mathematical model was established. The relationship was analyzed between the dead-time effect and dead time, modulation coefficient, switching frequency and power factor angle on different conditions detailedly. The simulation was carried out in Matlab,and the experiment was proceeded in a 3 kW three-phase three-wire inverter. The theoretical analysis shows that dead time can reduce the output voltage fundamental amplitude and increase the low harmonic content. Theoretical curves coincide with fitting curves of simulation, experimental data basically, which verifies the correctness of the mathematical model and it has certain reference significance for the design of SPWM inverter.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2012(029)009【总页数】5页(P1090-1094)【关键词】三相三线制;SPWM逆变器;死区效应【作者】林钊;马皓;尹艺迪;王小瑞【作者单位】浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TM4640 引言在三相半桥SPWM逆变电路中，为了防止同一桥臂上、下开关管的导通，研究者通常在开关管导通前加入一小段“死区时间”。
PSIM仿真设计单相桥式PWM逆变器一、实验目的1.加深对SPWM基本原理的理解2.熟悉双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制的原理。
3.掌握PSIM仿真软件基本操作并搭建单相SPWM仿真验证双极性脉冲宽度调制和单极倍频正弦脉宽调制；实验验证单级倍频正弦脉宽调制的特点。
二、实验设备表4-1 实验所需设备表三、实验原理(一)、单相桥式电路（H桥）拓扑及其工作原理电压型全桥逆变电路共有四个开关管：T1、T2、T3、T4和四个续流二极管二极管D1、D2、D3、D4，如图4.1所示。
当T1、T4导通时，V ab=V D；当T2、T3导通时，V ab=-V D；当T1、T3导通时V ab=0；当T2、T4导通时，V ab=0（其中T1、T2不能同时导通；T3、T4不能同时导通）。
因此控制四个开关管的通断可以控制输出电压在V D、-V D、0之间变化。
(二)、SPWM 的原理采样控制理论有一个重要的原理——冲量等效原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，例如电压V(t)，作用于惯性系统（例如RLC电路）时，只要它们的冲量，即变量对时间的积分相等，其作用效果相同。
V DV o 图3-1 单相桥式逆变电路的拓扑结构图3-2 用SPWM电压等效正弦电压如果将图3-2所示的标准正弦波等分成很多份，那么一个连续的正弦波也可以看作是一系列幅值为正弦波片段的窄脉冲组成。
如果每个片段的面积分别与①、②、③…所示一系列等宽不等高的矩形窄脉冲的面积相等，那么从冲量等效的观点看，由①、②、③…这些等宽不等高矩形脉冲波构成的阶梯波和标准正弦波是等效的。
进一步，如果让图3-1所示逆变器产生如图3-2所示一系列幅值为±U d 的等高不等宽矩形电压窄脉冲，每个电压脉冲的面积（冲量）分别与①、②、③…面积相等，于是图3-2中的登高不等宽的脉冲电压和正弦电压也是冲量等效的。
作用于R、L、C惯性系统后基本是正弦波。
※(三)、双极性正弦脉冲宽度调制（重点）图3-3 双极性正弦脉宽调制输出波形基于载波的SPWM如图3-3所示，图中的高频三角波v c成为载波，正弦波v r称为调制波或参考调制波。
湖南人文科技学院 本科生毕业论文档案材料
题 目：逆变器死区特性的仿真研究 学生姓名： 学号 系 部： 通信与控制工程 专业年级： 指导教师： 李新君
湖南人文科技学院教务处制 一、毕业设计任务下达书 毕业设计题目 逆变器死区特性的仿真研究
题目类型 理论研究 题目来源 教师科研课题 毕业设计时间 2010年11月至2011年6月 一、选题的目的及意义 逆变技术随着自动控制理论、电力电子技术、电子计算机、微电子学等的发展已经进入一个新的时代。PWM逆变器虽然以输出波形接近正弦波为目的，但实际输出波形中仍然存在着谐波分量，其中最主要的原因是电力电子开关器件都不是理想的开关，它们都存在导通时延与关断时延。因此，为了保证逆变电路的安全工作，必须在同一桥臂上、下两个开关器件的通断信号间设置一段死区时间(或称滞时)。 在异步电动机调速系统中，异步电动机采用调压调频(VVVF)V/f=C控制时，系统虽然结构简单，但PWM型电压源逆变器在低速运行时易出现低频振荡现象，即当驱动系统在低频时驱动低转动惯量异步电动机的过程中，可能会出现转速有较大的波动，相电流波形出现模糊阴影，逆变器输入电流出现不规则变化。采用电流反馈型补偿电路能够很好消除逆变器输出电压谐波，减小异步电动机转矩脉动情况。本文的研究对于提高和改善变频调速系统的性能以及对死区问题的研究有很好的借鉴意义。 二、毕业设计的主要内容 （1）介绍逆变技术和SPWM控制技术； （2）分析死区效应机理，并分析死区效应对控制系统带来的影响； （3）分析在PWM逆变器中加入死区时间的必要性； （4）PWM电压型逆变器死区补偿方法设计； （5）MATLAB建模仿真以及结果分析。 三、毕业设计的要求（包括技术要求、工作要求） （1）分析正弦脉冲宽度调制（SPWM）技术的原理； （2）设计电压源型逆变器死区补偿电路； （3）运用MATLAB仿真软件搭建死区补偿仿真模型； （4） 减小逆变器死区输出电压的谐波和异步电机转矩脉动； （5）分析系统仿真结果和误差原因。 题目类型：理论研究、工程设计、实验研究、软件开发、艺术设计等 题目来源：教师科研课题、生产实际题、社会现实题、假想题等 四、主要参考资料 [1] 李华德.交流调速控制系统[M].北京:电子工业出版社.2003
[2] 陈国呈.PWM变频调速及软开关电力变换技术[M].机械工业出版社.2001 [3] 叶治政.开关稳压电源[M].高等教育出版社.1989 [4] 王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社.2009.6 [5] 刘凤君.正弦波逆变器[M].北京:科学出版社.2002 [6] 陈国呈.PWM变频调速技术[M].机械工业出版社.1998 [7] 刘凤君.开关时滞(死区)对SPWM逆变器输出电压波形的影响[J].电源技术.1995 [8] 李永东.交流电机数字控制系统[M].北京:机械工业出版社.2002 [9] 刘凤君.现代逆变技术及应用[M].北京:电子工业出版社社.2006.9 [10] 程鹏.自动控制原理[M].北京:高等教育出版社.2003 [11] 张德丰.Matlab/Simulink建模与仿真[M].北京:电子工业出版社.2009 [12] 冯玉生,李宏.电力点子变流装置典型应用实例[M].北京:机械工业出版社.2008.3 [13] 曲学基,曲敬铠,于明杨.逆变技术基础与应用[M].北京:电子工业出版社.2007.1
五、毕业设计进度安排 阶段 工作内容 起止时间 备注
1 熟悉逆变技术及应用和SPWM调技 术原理 2010.12.01—2010.12.20 2 掌握死区补偿原理和死区对对电压、电流影响 2010.12.21—2011.1.20 3 MATLAB仿真模型搭建和仿真 2011.1.21—2011.4.01 4 仿真结果分析和误差原因 2011.4.02—2011.5.05 5 整理文档与设计答辩 2011.5.06—2011.6.02
指导教师： 年 月 日 二、毕业设计开题报告书 （一）、选题的根据：1）本选题的理论、实际意义 2）综述国内外有关本选题的研究动态 1）本选题的理论、实际意义 随着电力电子技术的飞速发展和各行各业对电气设备控制性能要求的不断提高，逆变技术在许多领域应用越来越广泛。逆变器是逆变的核心器件,是将直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波），它被广泛应用于家用电器、交通运输、电能传输、以及航空航天等领域。在PWM逆变器中，为防止同一桥臂上、下两个器件发生直通现象，必须注入若干微秒的死区时间。但它的存在给逆变器带来了十分不利的死区效应。虽然PWM逆变器的变频机理导致输出电流波形不可能是完全光滑的正弦波，而产生固有的谐波外，但是死区时间的设置会产生附加谐波，进而增加电机附加损耗；使转矩发生很大的脉动，它将引起逆变器输出电流波形的交越失真；甚至引起电机振荡，可能导致系统不稳定，给工业生产过程控制带了很多的不便。本研究采用了电流反馈型补偿对死区进行补偿，能够有效的改善转矩的脉动和减小电流输出波形的失真。 2）综述国内外有关本选题的研究动态 为了解决死区影响这一问题，国内外学者开展了大量的工作，对逆变器死区的补偿已有很多研究和探讨，如死区解祸控制方法、反馈校正补偿死区、死区电压矢量调制法、改变开关频率补偿死区法、直接检测电流过零点的方法、旋转变换坐标系进行死区补偿的方案、预测电流过零点的死区补偿方法、基于自适应模糊逻辑的死PWM电压型变频器死区效应理论分析和补偿策略及仿真区补偿控制研究等。如A.C.Oliveira根据调制波形的振幅通过改变开关频率来对死区进行补偿，能较好的抑制谐波。Leggate和Kerkman提出了基于脉冲技术的方法补偿没有较大幅值和相位误差的死区，这方法对于开关频率、载波频率和负载都是单独的，但是它需要对每个载波周期进行重采样。Munoz和LIPo提出的补偿方法是基于相电流过零瞬时检测来进行的。 目前研究死区补偿主要有两个大的方向： 一种是硬件补偿，这种策略需要增加硬件，通过输出实际电压和电压参考值比较得到需要补偿电压信号。如常用的电流反馈补偿和电压反馈补偿。另一种是软件补偿，采用纯软件的方法，在控制程序中加入死区补偿的算法，来实现对死区补偿的影响。这种方法的优点是不不需要添加硬件，且更加灵活，适应性强。国内一般使用软件的方法来 实现死区补偿，现在工业采用的方法一般是计算出需要补偿的电压的平均值，然后通过坐标的变换，求出在旋转坐标系中，所需要补偿的电压矢量。
（二）、研究内容： （1） 介绍逆变技术和PWM控制技术； （2） 分析死区效应机理，并分析死区效应对控制系统带来的影响； （3） 分析在PWM逆变器中加入死区时间的必要性； （4） PWM电压型逆变器死区补偿方法设计； （5） MATLAB建模仿真以及结果分析。
（三）、研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 研究方法：系统总体方案电路图如下：
SPWM死区补偿
死区时间给定
uc
uiiA
V1V4,AOAui
0Acomuu
0Acomuuus
si
UuAOcomuu
+
+输出
+
- 研究方法：本课题研究是基于MATLAB的仿真研究，通过构建异步电机控制模型，采用电流反馈型补偿策略对PWM逆变器死区的进行调节。整个仿真模块分为五个部分，即逆变驱动信号的产生部分、死区补偿部分、逆变器、异步电电动机和其他部分。 技术路线：该方法通过检测逆变器的三相输出电流、并把它变成三相方波电流电压分别加到各自的调制波上,如检测到的A相电流变成方波电压加到A相调制波上,方波电 压使逆变器产生一个与A相电流相位相同，与误差波波形相似，但是与误差波相位相反的补偿电压，从而实现消除死区带来的影响。 实验方案：建造基于MATLAB的异步电动机调速模型，采用模块化设计思想，设计死区补偿系统各部分的模块以及各参数的设定，最后对系统进行整体仿真，分析仿真结果，验证系统补偿效果。 可行性分析：驱动信号产生模块的主要功能是将系统的转速给定信号转换为驱动逆变器的脉冲信号。这一模块又分为三个部分，分别是正弦信号产生模块、三角波产生模块以及PWM信号产生模块。其中PWM信号的产生采用自然采样法，即将给定正弦波与三角波比较来产生PWM驱动信号；正弦信号的产生模块可以用信号源模块库中的正弦信号发生器来实现，也可以使用非线性模块库中的函数发生单元来实现；逆变器模块的功能是将直流电压转变为三相交流电压，它的输入包括前面的PWM驱动信号以及直流电压信号，输出为三相交流电压。这一部分的结构并不复杂，选用IGBT作为逆变元件。电机模块从MATLAB中的电机库中选择，采用三相交流异步电动机作为仿真模型。综上所述实验仿真方案是可行的。
（四）、进度安排和采取的主要措施 阶段 工作内容 起止时间 备注 1 熟悉逆变技术及应用和SPWM调技 术原理 2010.12.01—2010.12.20 2 掌握死区补偿原理和死区对对电压、电流影响 2010.12.21—2011.1.20 3 MATLAB仿真模型搭建和仿真 2011.1.21—2011.4.01 4 仿真结果分析和误差原因 2011.4.02—2011.5.05 5 整理文档与设计答辩 2011.5.06—2011.6.02
