当前课程知识点：电力电子技术 > 第六章： PWM控制技术 > 6.2.1 Pwm逆变电路及控制方式仿真 > Video
同学们好
今天我们要进行
SPWM发生电路仿真实验
希望通过此次实验
加深对前面所学知识的理解
一 实验目的
1 了解仿真软件的工作环境
并能熟练地运用仿真软件中的
各种模块组合建立 仿真模型
设置各种模块参数及仿真参数
运行和结果分析
2 了解PWM波形发生电路工作情况
3 通过仿真
进一步了解PWM波形
发生电路的工作原理
二 仿真实验模型如图一所示
三 电路原理
SPWM即正弦脉宽调制
它最早来源于通信中的调制技术
其基本原理是用一种参考波
通常是正弦波
即调制波
去和一个频率N倍于它的
三角波 即 载波 比较
就可以得到一组幅值相等
而脉宽按照调制波相位
幅值和频率变化的矩形波
再用这个波形
去控制开关管的开通与关断
就可以得到同样波形的高压脉冲
由于参考波通常是正弦波
所以这种技术通常被称为
正弦脉宽调制技术
即SPWM技术
SPWM的理论基础是
冲量相等而形状不同的
窄脉冲加在具有惯性的环节上时
其效果基本相同
这里所说的冲量是指窄脉冲的面积
效果基本相同
是指环节的输出响应波形基本相同
如果将正弦半波N等分
就可以把正弦半波看成
N个彼此相连的脉冲序列
这些脉冲宽度相等
都等于π/N
但幅值不等
且脉冲顶部不是水平直线而是曲线
各脉冲按正弦规律变化
如果把上述脉冲序列用
相同数量的等幅
而不等宽的矩形脉冲代替
使矩形脉冲的中点
和相应的正弦波部分中点重合
使矩形脉冲和相应正弦波部分面积相等
得到如图四所示的脉冲序列
这就是PWM波形
可以看到
各脉冲幅值相等
但宽度按正弦规律变化
根据面积等效原理
PWM波和正弦半波是等效的
像这种宽度按正弦规律变化
而和正弦波等效的PWM波形
称为SPWM波形
如何获得PWM波形呢
常有计算法和调制法
计算法是根据正弦波频率
幅值和半周期脉冲数
准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔
据此控制逆变电路开关器件的通断
就可得到所需PWM波形 这种方法繁琐
当输出正弦波的频率
幅值或相位变化时
结果都要变化
调制法是用希望输出的
波形作调制信号
调制波
进行调制得到期望的PWM波
通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波
调制信号与载波相交
在交点处控制开关器件的通断
就得到宽度正比于信号波幅值的脉冲
符合PWM的要求
调制信号波为正弦波时
得到的就是SPWM波
如图所示就是SPWM波的形成过程
SPWM法是一种比较成熟的
目前使用较广泛的PWM法
前面提到的采样控制理论中的
一个重要结论
冲量相等而形状不同的
窄脉冲加在具有惯性的环节上时
其效果基本相同
SPWM法就是以该结论为理论基础
用脉冲宽度按正弦规律变化
而和正弦波等效的PWM波形
即SPWM波形控制逆变电路中
开关器件的通断
使其输出的脉冲电压的面积
与所希望输出的正弦波
在相应区间内的面积相等
通过改变调制波的频率
和幅值则可调节逆变电路
输出电压的频率和幅值
由于实际应用中
调制法用的比较多
本实验采用用调制法
产生SPWM波形
对照图一
我们来分析一下它的工作原理
载波信Uc号由信号发生器XFG1产生
是个三角波
信号发生器XFG2产生正弦波
经D1 D2 D3 D4桥式整流电路后
得到调制信号Ur
当Ur> Uc
U1输出为正
反之
U1输出为负
U1的输出分两路
一路经R2 D5 R3 U4输出
另一路经R4 D6 R5 U5输出
在正弦波的正半周
U2输出为正
三极管Q1导通
将第一路输出短接
在正弦波的负半周
U3输出为正
三极管Q2导通
将第二路输出短接
形成SPWM波
四 实验步骤
1首先新建一个仿真模型的文件
然后提取电 路元件模块
最后将电路元件模块
按SPWM发生电路的原理图连接起来
组成仿真电路
2本例中我们设置仿真的
终止时间均为默认
五 实验内容
1 按照电路原理图
建立仿真模型
2 设定好参数
观察输出电压波形
现在 请同学们看老师示范
1 打开仿真软件
2 在放置信号源菜单中找到电源VCC
并把其电压值改为1V
把它放置在适当位置
注意还要接地
3 在基础元件菜单中找到电阻
R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8
R9 R10 R11 注意电阻值
并把它们放置在适当位置
4 在模拟元件菜单中
找到运算放大器
放置五个
并把U1 U3垂直镜像
5 在二极管菜单中找到
二极管IN4148
共六个
并把它们放置在适当位置
6 在放置晶体管菜单中
找到三极管2N2222
放两个
并把它们放置在适当位置
7 在指示仪表菜单中
找到函数发生器
共两个
并把它放置在适当位置
8 在指示仪表菜单中
找到示波器
并把它放置在适当位置
开始连线
连线完毕
双击XFG1 XFG2
分别设置参数如下
可以开始仿真
观察示波器波形
好的 老师示范就到这里
请同学们自己完成实验
试验完成后
请认真书写实验报告
今天的课上到这里
同学们再见
-1.1 电力电子技术基本概念及其发展与应用
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-第一章：测试--作业
-2.1半可控器件-晶闸管
--Video
-2.2 晶闸管门极触发电路
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-第二章：测试--作业
-3.1 单相可控整流电路
--Video
-3.2 单相桥式全控整流电路
--Video
-3.3三相半波可控整流电路
--Video
-3.4 三相桥式全控整流电路
--Video
-3.5.1 单相半波可控整流电路仿真
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-3.5.2 单相半波可控整流电路仿真
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-3.6.1 单相全波可控整流电路仿真
--Video
-3.6 .2单相全波可控整流电路仿真
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-3.7 .1单相桥式全控整流电路仿真
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-3.7 .2单相桥式全控整流电路仿真
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-3.8三相半波可控整流电路仿真
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-3.9.1 三相桥式全控整流电路仿真
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-3.9.2 三相桥式全控整流电路仿真
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-第三章： 整流电路--第三章：测试
-4.1 基本斩波电路
--Video
-4.2 降压斩波电路仿真
--Video
-4.3 升降压电路仿真
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-第四章：测试--作业
-5.1 单相桥式方波逆变电路
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-5.2 电压型逆变电路
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-5.3 单相桥式方波逆变电路仿真
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-5.4.1 单相桥式spwm逆变电路仿真
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-5.4.2 单相桥式spwm逆变电路仿真
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-5.4.3 单相桥式spwm逆变电路仿真
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-5.4.4 单相桥式spwm逆变电路仿真
--Video
-5.5.1 电压型逆变电路仿真
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-5.5.2 电压型逆变电路仿真
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-5.5.3 电压型逆变电路仿真
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-5.6.1 电流型逆变电路仿真
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-5.6.2 电流型逆变电路仿真
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-5.6.3 电流型逆变电路仿真
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-第五章：测试--作业
-6.1 Pwm技术基本工作原理
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-6.2.1 Pwm逆变电路及控制方式仿真
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-6.2.2 Pwm逆变电路及控制方式仿真
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-6.2.3 Pwm逆变电路及控制方式仿真
--Video
-6.3.1 单极性spwm控制仿真
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-6.3.2 单极性spwm控制仿真
--Video
-6.3.3单极性spwm控制仿真
--Video
-6.4.1 双极性spwm控制仿真
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-6.4.2 双极性spwm控制仿真
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-6.5.1STC15单片机实现占空比固定的PWM波
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-6.5.2Stc15单片机实现占空比固定的pwm波
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-6.6.1Stc15单片机实现占空比可调的pwm波
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-6.6.2Stc15单片机实现占空比可调的pwm波
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-6.6.3Stc15单片机实现占空比可调的pwm波
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-6.6.4Stc15单片机实现占空比可调的pwm波
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-6.6.5Stc15单片机实现占空比可调的pwm波
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-6.6.6Stc15单片机实现占空比可调的pwm波
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-6.6.7Stc15单片机实现占空比可调的pwm波
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-6.7.1基于stc单片机实现pwm控制
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-6.7.2基于stc单片机实现pwm控制
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-第六章：测试--作业
-7.1.1 变频器的主电路结构
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-7.1.2 变频器的主电路结构
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-7.2.1 变频器的参数设定与常用控制功能
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-7.2.2 变频器的参数设定与常用控制功能
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-7.2.3 变频器的参数设定与常用控制功能
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-第七章：测试--作业
