亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于MATLAB 的單相SPWM 逆變電路諧波分析

        2021-07-30 02:46:10付江夢
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2021年21期
        關(guān)鍵詞:角頻率橋式單相

        付江夢

        (四川旅游學(xué)院信息與工程學(xué)院,四川 成都 610100)

        1 概述

        電力電子技術(shù)結(jié)合了電路、微電子、自動控制等不同學(xué)科知識與控制理論,在各領(lǐng)域的應(yīng)用中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,而PWM(Pulse Width Modulation)軟開關(guān)逆變技術(shù)是實(shí)現(xiàn)其高速性的最佳手段。其中,電壓型SPWM(Sinusoidal PWM,正弦波脈寬調(diào)制技術(shù))逆變電路是現(xiàn)代逆變技術(shù)中發(fā)展較為完善的一種典型電路,其引入的諧波問題及各類危害也越發(fā)受到人們的廣泛關(guān)注與思考。

        在實(shí)際電力系統(tǒng)中,從發(fā)電到用電環(huán)節(jié)均可能產(chǎn)生諧波。對于用電終端而言,由于非線性負(fù)載的固有特性,使得基波畸變無法避免,所產(chǎn)生的高次諧波仍然是目前影響電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量的主要來源[1]。因此,對各類諧波的描述和分析,對減少和抑制諧波的研究均有實(shí)際價(jià)值。

        目前,針對諧波研究已形成多種成熟的分析方法,如傅里葉級數(shù)、小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、瞬時(shí)無功功率算法等[2]??紤]到電力系統(tǒng)中的電量特性,本文將直接采用經(jīng)典的非線性分析法則——傅里葉級數(shù)作為理論基礎(chǔ),對具體的單相SPWM逆變電路進(jìn)行諧波的理論計(jì)算,并在MATLAB 環(huán)境中對結(jié)果進(jìn)行實(shí)際仿真驗(yàn)證,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路諧波的有效分析。

        2 單相橋式SPWM 逆變電路

        電壓型單相橋式是逆變電路中的一種典型形式。對變頻技術(shù)而言,PWM控制技術(shù)作為最重要的脈寬處理手段,其中的正弦PWM(SPWM)方法應(yīng)用最為廣泛。因此,本文選擇單相橋式電壓型逆變電路作為具體的研究對象,并通過以正弦波為調(diào)制信號,等腰三角波為載波信號的SPWM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)電路控制,具體原理如圖1 所示。

        其中,輸出端為電阻R 與電感L 串聯(lián)組成的阻感性負(fù)載,功率開關(guān)器件V1~V4為全控型絕緣柵雙極晶體管(Insula-ted-gate Bipolar Transistor, IGBT),VD1~VD4為二極管。

        單相橋式逆變電路主要有單極性和雙極性兩種PWM控制方式,本文以調(diào)速精度更高的雙極性為例,即電路中的等腰三角載波uc、正弦調(diào)制波ur與輸出電壓u0均為正負(fù)交變的雙極模式。

        3 諧波理論計(jì)算

        針對雙極性控制下的逆變電路,我們以傅里葉級數(shù)作為理論基礎(chǔ),對諧波進(jìn)行理論計(jì)算與分析。如圖2 所示,為雙極性SPWM逆變電路的部分波形圖,選取三角載波的角頻率ωc作為基準(zhǔn)角頻率,且周期為2π,同時(shí)假設(shè)正弦調(diào)制波ur與載波uc在[-π, π]區(qū)間內(nèi)的交點(diǎn)為x1和x2。具體計(jì)算如下:

        圖1 電壓型單相橋式SPWM 逆變電路

        圖2 雙極性PWM 逆變電路的部分波形

        設(shè)正弦調(diào)制信號波函數(shù)為ur=Ursin(ωrt+φ),電路輸出電壓u0及u0與直流電源電壓Ud的比值分別為:

        對u0/Ud按傅里葉級數(shù)展開為:

        由圖2 可知,輸出電壓u0是一個(gè)關(guān)于縱坐標(biāo)對稱的偶函數(shù),因此bn=0。系數(shù)a0和an可計(jì)算為:

        設(shè)交點(diǎn)x1、x2所在直線方程分別為:

        根據(jù)相交關(guān)系,可得:

        其中調(diào)制度M=Ur/Uc≤1。再根據(jù)式子(3)、(4)和(6)可得:

        則:

        再根據(jù)貝塞爾計(jì)算公式[4],可計(jì)算諧波部分為:

        綜上所述,對于單相雙極性SPWM逆變電路輸出電壓諧波可得以下結(jié)論:

        (1)基波分量:

        (2)諧波分量:結(jié)合對式子(9)中n 的奇偶討論及相關(guān)公式[5],角頻率為nωc±kωr時(shí),諧波分量幅值為

        其中,Jk為貝塞爾函數(shù),且當(dāng)n=1,3,5... 時(shí),k=0,2,4,6...;當(dāng)n=2,4,6... 時(shí),k=1,3,5...。同時(shí)幅值最大的諧波分量的角頻率為ωc,諧波次數(shù)為ωc/ω,諧波的最大幅值為:

        4 MATLAB 仿真驗(yàn)證

        4.1 電路模型

        在MATLAB 環(huán)境中,我們直接利用Simulink 模塊對雙極性單相橋式逆變電路實(shí)現(xiàn)建模[3]。如圖3 所示,整個(gè)逆變電路由控制電路和主電路組成,其中主電路中的四個(gè)橋臂由通用橋集成模塊Universal Bridge 搭建,阻感性負(fù)載由Series RLC Branch建立,并設(shè)置電路的直流電源幅值為100v,負(fù)載中R=1Ω,L=2mL。在控制電路中,正弦調(diào)制波與等腰三角載波分別由Sine Wave 和Repeating Sequence 模塊產(chǎn)生,并設(shè)置調(diào)制波幅值為1,頻率為50Hz,載波幅值為1.5,頻率為900Hz。最后以SimPowerSystems 中的Multimeter 模塊測量輸出電壓。

        4.2 仿真結(jié)果及分析

        圖3 雙極性單相橋式SPWM 逆變電路模型

        圖4 單相雙極性SPWM 逆變電路輸出電壓諧波分析

        特別地,我們利用電力系統(tǒng)圖形化用戶接口Powergui 模塊實(shí)現(xiàn)不同元件的電氣連接,并利用其中的FFT Analysis 功能來實(shí)現(xiàn)對輸出電壓u0的傅里葉分析,具體仿真結(jié)果如圖4 所示。

        觀察圖4 輸出電壓中諧波成分,可得以下結(jié)論:

        (1)基波幅值為66.56,與式子(10)中基波幅值MUd計(jì)算出來的66.667 相吻合。

        (2)各個(gè)諧波是以組的形式各自集中分布,每一組均以角頻率為nωc的諧波為中心,依次向兩邊排列。并且隨著n 的增大,諧波幅值越來越小。

        (3)幅值最大的諧波分量角頻率為900Hz,即為ωc;諧波次數(shù)為18,與前文ωc/ω 計(jì)算結(jié)果一致;且最大幅值為94.72,這與式子(12)中計(jì)算得的94.81 相符合。

        由此可見,電路諧波的仿真結(jié)果與理論計(jì)算分析完全符合。

        5 結(jié)論

        本文基于電壓型單相橋式SPWM逆變電路,對其輸出電壓的諧波成分從理論計(jì)算和建模仿真兩個(gè)角度進(jìn)行了分析。首先采用經(jīng)典的傅里葉級數(shù)并結(jié)合相關(guān)算法,對雙極性逆變電路完成諧波理論計(jì)算,初步得到各次諧波的分布規(guī)律及特點(diǎn)。其次在MATLAB/Simulink 環(huán)境中建立電路模型,并利用電力系統(tǒng)圖形化用戶接口中的FFT Analysis 功能對輸出電壓進(jìn)行頻譜分析,驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性。后續(xù)將針對重要參數(shù)調(diào)制度M和載波比N,進(jìn)一步研究兩者對諧波成分的影響并作定量分析,充分掌握諧波特性以開展更加有效的諧波減少和抑制工作。

        猜你喜歡
        角頻率橋式單相
        孤島微電網(wǎng)的分布式有限時(shí)間事件觸發(fā)二次協(xié)調(diào)控制
        基于SolidWorks橋式切機(jī)建模與仿真研究
        石材(2020年7期)2020-08-24 08:28:04
        基于模糊控制的自適應(yīng)虛擬同步發(fā)電機(jī)控制策略
        廣東電力(2020年1期)2020-03-03 10:13:24
        巧用向心力水平分量推導(dǎo)彈簧振子角頻率公式
        文氏橋式振蕩器電路探析
        電子測試(2018年14期)2018-09-26 06:04:10
        非對易相空間中研究電子在磁結(jié)構(gòu)中的傳輸特性
        魅力中國(2016年50期)2017-08-11 02:21:11
        基于PI+重復(fù)控制的單相逆變器研究
        挑行天下——Goldhofer FACTOR 5橋式梁運(yùn)輸車探秘
        專用汽車(2016年4期)2016-03-01 04:14:17
        一種新型斬波AC/DC/AC變換的單相DVR
        預(yù)防橋式抓斗起重機(jī)鋼絲繩過早損傷的措施
        亚洲无人区乱码中文字幕| 国产又大又硬又粗| 乱人伦中文视频在线| 无码av免费精品一区二区三区| 精品人妻无码视频中文字幕一区二区三区 | 亚洲一区二区欧美色妞影院| 亚洲天堂无码AV一二三四区 | 探花国产精品三级在线播放| 国产美女自拍国语对白| 精品国产一区二区三区香| 激情综合五月开心婷婷| 亚洲中文字幕在线观看| 午夜精品久久久久久中宇| 国产三级在线视频播放| 精品国产亚洲av成人一区| 亚洲五码av在线观看| www婷婷av久久久影片| 国产 麻豆 日韩 欧美 久久| 一二三四在线视频社区3| 麻豆AⅤ精品无码一区二区| 少妇人妻在线伊人春色| 亚洲免费女女在线视频网站| 精品久久久久久亚洲综合网| 国产va免费精品高清在线| 国产精品白浆视频一区| 一区二区三区在线观看视频免费| av影院手机在线观看| 久久久g0g0午夜无码精品| 国产又黄又大又粗视频| 连续高潮喷水无码| 蜜桃视频免费在线视频| 亚洲av日韩精品一区二区| 亚洲色图视频在线免费看| 国产成人精品123区免费视频| 亚洲av美女在线播放啊| 国产三级在线看完整版| 丝袜美腿亚洲第一免费| 国精品无码一区二区三区在线蜜臀| 日韩一欧美内射在线观看| 人妻少妇久久精品一区二区 | 国产精品久久久三级18|