电力电子作业1.docx

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电力电子作业1

三相方波逆变电路的建模及应用仿真

如有疑问可以到这交流区留言：

本文采用应用最广的三相桥式逆变电路。

电力电子器件采用IGBT器件，负载为电阻/阻感负载，如图1，可以看成由三个半桥逆变电路组成。

图1三相电压型桥式逆变电路

工作方式：

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（即同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的角度依次为120°。

这样，在任一瞬间，将有三个桥臂同时导通。

可能是下面一个臂下面两个臂，也可能是下面两个臂下面一个臂同时导通。

因为第次换流都是在同一相上下两个臂之间进行的，因此也被称为纵向换流。

导通顺序为（5，6，1），（6，1，2）（1，2，3）（2，3，4）（3，4，5）（4，5，6），（5，6，1）。

图1-2（为了更加清楚。

在图中给IGBT1的触发信号幅值为1，IGBT2幅值为2，IGBT3的幅值为3，IGBT4的幅值为4，IGBT5的幅值为5，IGBT6的幅值为6）

模型仿真：

该模型是在matlab中建立的，利用其中的simulink来进行具体的仿真。

可以通过修改电路参数来观察到电路输出的变化。

主要有IGBT，直流电源，电流表，电压表，示波器（scope），脉冲发生器（pausegeneration），电阻（RLCbranch），二极管（diode）。

具体参数设置如下：

IGBT：

Ron为0.01，Lon为1e-6，Vf为1V，Rs为10000，Cs为inf，Tf为1e-6，Tt为1e-6，Ic为0。

直流电源：

幅值为100V。

脉冲发生器：

1-6号脉冲发生器幅值均为5V，周期为0.000006秒，脉冲宽度占周期的50%。

1号脉冲发生器的相位延迟为0秒，2号脉冲发生的相位延迟为0.000001秒，3号为0.000002秒，4号为0.000003秒，5号为0.000004秒，6号为0.000005秒。

RLCbranch：

电阻为10ohm，电感为0，电容为inf。

二极管：

Ron为0.01，Lon为0，Vf为0.8V，Ic为0，Rs为inf，Cs为250e-9

仿真结果：

仿真时间长为0.000018秒，即为三个周期。

输出电路电流如下图，即scope中的图形：

电源两端电压为：

IGBT1的波形：

包括两条波形，其中粉色的为电压波形，黄色为电流波形。

U相、V相、W相的电压波形如下：

（黄色是U相，粉色为V相，蓝色为W相）

U相与V相间电压为波形如下：

2．RLCbranch中设置电阻为10哦hm，电感为0.00001H（0.01mH），其它元件参数不变，仿真结果如下：

主电路电流波形如下：

IGBT1的波形：

包括两条波形，其中粉色的为电压波形，黄色为电流波形。

U端与V两端的电压为：

U相、V相、W相的电压波形如下：

（黄色是U相，粉色为V相，蓝色为W相）

3．RLCbranch中设置电阻为100Ohm，电感为0.00001，其它元件参数不变，仿真结果如下：

输出电路电流波形如下：

IGBT1的波形：

包括两条波形，其中粉色的为电压波形，黄色为电流波形。

U相、V相、W相的电压波形如下：

（黄色是U相，粉色为V相，蓝色为W相）

U、V两相电压波形为：

4．RLCbranch中设置电阻为100Ohm，电感为0.01，其它元件参数不变，仿真结果如下：

输出电路电流波形如下：

IGBT1的波形：

包括两条波形，其中粉色的为电压波形，黄色为电流波形。

U相、V相、W相的电压波形如下：

（黄色是U相，粉色为V相，蓝色为W相）

U、V两相电压波形为：

仿真结果分析：

1.示波器输出的均是有效值。

2.当负载为阻感负载时，为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

3.输出的U相，V相，W相，电流、电压波形相同，只是在相位上相差120°