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自动化专业综合设计报告

设计题目：基于Matlab的三相桥式PWM电压逆

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指导教师： 学生姓名

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一、设计目的

1.进一步学习以及掌握Matlab的编程和simulink仿真

2.进一步学习和熟悉三相桥式PWM逆变电路的特点以及原理

二、设计要求

1. 熟练掌握Matlab的编程和simulink仿真的方法

2. 会根据实验要求对于实验的参数进行改变

3. 熟练掌握对于应用虚拟示波器来理解三相桥式电路的参数以及特性

三、设计内容及结果分析

⒈ 三项桥式PWM逆变电路主电路设计

⑴按图所示连接电路

（2）在Simulink中搭建系统主电路如下图所示。主要用到了simpowersystems工具箱和Simulink工具箱。图中的逆变主电路用Universal Bridge 则更加简单。图中的变压器起到隔离作用，使得spwm波和负载波形同时能测取。

2.三相桥式PWM逆变电路控制电路设计

（1）按图所示连接电路

120o的正弦波与高频三角载波进行比较，每路结果

再经反相器产生与原信号相反的控制波，分别控制上下桥臂IGBT的导通与关断。这样产生的六路spwm波分别控制六个IGBT的通断，从而在负载端产生与调制波同频的三相交流电。图中的三角载波用S函数产生。

（3）S函数编程的程序如下

function[sys,x0,str,ts]=trianglePWMSH(t,x,u,flag)

switch flag,

case 0

[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes;

case 3

sys=mdlOutputs(t,x,u);

case {1,2,4,9}

sys=[];

otherwise

error(['Unhandled flag=',num2str(flag)]);

end

function[sys,x0,str,ts]=mdlInitializeSizes()

sizes=simsizes;

sizes.NumContStates=0;

sizes.NumDiscStates=0;

sizes.NumOutputs=-1;

sizes.NumInputs=-1; （2）据自然采样法，三个互差

sizes.DirFeedthrough=1;

sizes.NumSampleTimes=1;

sys=simsizes(sizes);

str=[];

x0=[];

ts=[-1,0];

function sys=mdlOutputs(t,x,u)

sys=u

（4）可以通过以上程序来实现

（5）波形如下图所示

PWM逆变。

经过PWM逆变电路之后所实现的波形（30HZ）

（6）参数修改

1.直流电压的改变如下图所示

2.三相负载电阻的参数改变如下图所示

3.三相负载电感参数改变如下图所示

4.频率的参数修改如下图所示

四、结论

计算机仿真技术的应用十分广泛，不仅应用于工程系统，如控制系统设计、分析和研究，电力系统的可靠性研究等；而且还被广泛应用于非工程系统，如研究社会经济、人口等。 通过本实验充分体现了Matlab仿真技术在工程领域的应用，matlab既像一种万能的、科学的数学运算“演算纸”，又像一种万能的计算器一样方便快捷。Matlab大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言基础的要求，极大地简化了运算量，提高了运算的精度和速度，给予系统更加精确的控制。

Simulink为用户提供了一个图形化的用户界面，对于用方框图表示的系统，通过图形界面，利用鼠标单击和拖拉方式，建立系统模型就像用铅笔在纸上绘制系统的方框图一样简单，具有直观、方便、灵活的优点，Simulink不但实现了可视化的动态仿真，也实现了与MATLAB、C或者FORTRAN语言，甚至和硬件之间的数据传递。

但Matlab仿真也有一定的要求，函数数量庞大，必须熟练的运用各项指令，才能更加发挥其作用。