单相正弦波PWM逆变电路仿真报告(Simulink)

3.2.2 单极性控制仿真模型

图6 单极性PWM控制信号产生模型

在图6中，正弦波m?sin?(2πft)以及m?sin?(2πft+π)由模块组合产生，与频率为fc的等腰三角波比较后，经过处理产生单极性PWM控制信号。

3.2.3 进行仿真及波形记录

(1) 调制深度m设为0.5，基波频率f设为50Hz，载波频率fc设为基频的20倍，即1000Hz。运行仿真主电路，可得输出电压、负载电流、直流侧电流如图7所示。

图7 m=0.5,fc=1000Hz时单极性PWM逆变电路输出波形

对此时的输出电压及负载电流进行FFT分析，结果如图8所示。输出电压基波幅值为150.4V，与理论值很接近，约为基波幅值的50%。其THD为124.27%。而由于感性负载的存在，负载电流的THD为4.97%。

图8 m=0.5,fc=1000Hz时单极性输出电压FFT分析结果

仿真(2) 在(1)的基础上，将调制深度m改为1，其它参数不变,仿真后可得此时输出电压、负载电流及直流侧输电流波形如图9所示。

图9 m=1,fc=1000Hz时单极性PWM逆变电路输出波形

对此时的输出电压及负载电流进行FFT分析，结果如图10所示。输出电压基波幅值为300.1V，与理论值非常接近，其THD降为52.16%。而同样由于感性负载的存在，负载电流的THD为1.99%，比(1)中降低很多。

图10 m=1,fc=1000Hz时单极性输出电压FFT分析结果

仿真(3) 在(2)的基础上将载波频率提高到fc=2000Hz.仿真后，得到此时的输出电压，负载电流及直流侧电流波形如图11所示.

图11 m=1,fc=2000Hz时单极性PWM逆变电路输出波形

此时的输出电压基波幅值为300.2V，THD为52.1%；负载电流的THD降为1.09%，更加接近正弦。

图12 m=1,fc=2000Hz时单极性负载电流FFT分析结果

3.2.4 单极性控制仿真结果分析

对比仿真(1)、(2)、(3)的仿真波形及FFT分析结果可以看出，相对于(1)的结果, (2)的结果波形中电压中心部分明显加宽，THD明显减小，负载电流波形更加光滑；而(3)的结果波形中输出电压中心加宽更明显，负载电流的正弦度也更好了。由此可见调制深度m与载波比对波形的影响很大，参数值越大，逆变输出效果越好。

3.3 双极性PWM逆变仿真

3.3.1 双极性PWM控制信号产生原理

相对于单极性控制，双极性PWM控制较为简单，将正弦调制信号与双极性三角载波进行比较后经过简单处理，即可产生PWM控制信号。其原理如图3所示。

3.3.2 双极性PWM控制信号产生模型

图13 双极性PWM控制信号产生模型

图13中，同样由时钟信号经过处理产生的正弦波与频率为fc的双极性等腰三角波比较后，经过处理即可得到双极性PWM控制信号。