硅谷杂志：三相SPWM逆变器输出电压频谱分析研究 |
| 2012-12-26 10:54 作者：巩瑞春 刘晓虹 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网12月26日文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，介绍三相SPWM逆变器电路控制原理，应用MATLAB软件对三相SPWM逆变电路输出电压频谱进行分析，对仿真结果进行比较，得出其频谱分布的规律性结论。
关键词：SPWM；逆变器；频谱分析
1三相SPWM桥式电压型逆变器介绍
图1三相桥式SPWM型逆变电路
U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波uc，三相的调制信号urU、urV和urW依次相差120°。
以U相为例，当urU>uc时，上桥臂V1导通，下桥臂V4关断，则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压uUN’=Ud/2；当urU<uc时，V4导通，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，这要由阻感负载中电流的方向来决定。uUN’、uVN’和uWN的PWM波形都只有±Ud/2两种电平。输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成。
2运用MATLAB/Simulink对三相SPWM逆变器输出电压进行仿真
图2三相SPWM逆变器仿真电路图
图3三相SPWM逆变器仿真输出电压波形
对输出电压波形进行频谱分析，得到输出电压波形频谱图如图4所示：
图4三相SPWM逆变器仿真输出电压频谱图
对仿真频谱数据（List，relativetofundamental）进行整理。基波频率为100%，得表1：
表1三相SPWM逆变器仿真输出电压频谱数据
频率（Hz） 百分比（%） 频率（Hz） 百分比（%） 频率（Hz） 百分比（%）
800 27.53 1550 1.66 1750 39.3
1000 27.46 2050 1.57 1850 39.34
2500 13.08 2600 22.03 3250 2.18
2900 13.07 2800 22.05 3950 2.21
3350 10.58 3550 13.18 4100 2.35
3850 10.52 3650 13.18 4900 2.34
4300 10.02 4400 9.2 5050 7.62
4700 10.05 4600 9.16 5750 7.59
5350 3.83 5150 7.32 5050 7.62
5450 3.83 5650 7.38 5750 7.59
6200 2.24 6100 5.68 6850 4.11
6400 2.24 6500 5.68 7550 4.15
3对三相SPWM逆变器进行频谱分析
1）从列表中图中都可以看出，SPWM波形中所含的谐波主要是角频率为（c，2（c及其附近的谐波。一般情况下（c>>（r，所以PWM波形中所含的主要谐波的频率要比基波频率高的多。
2）由数据分析，在其输出线电压中，所包含的谐波角频率为，式中，n=1，3，5，……时，k=3（2m-1）±1，m=1，2，…；n=2，4，6，…时，
3）载波频率越高，SPWM波形中谐波频率就越高，所需滤波器的体积就越小。 |
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