各个模块的参数设置如下：

“DC Voltage Source”模块幅值设为110V；“powergui”中“Simulation type”选为“continuous”，并且选中“Enable use of ideal switching device”复选框；“Pulse Generator3”中“Amplitude”设为1，由于题目要求输出电压频率为50Hz，即周期为0.02S，所以“Period”设为0.02，“Phase Delay”设为零，即初始相位为零，这一路脉冲送出去用来驱动桥臂1和3；“Pulse Generator1”的“Phase Delay”设为0.01，相当于延迟半个周期，以形成与“Pulse Generator3”互补的触发脉冲用来驱动桥臂2和4，其他参数与“Pulse Generator3”相同；“Solver”求解器算法设为ode45；仿真时间设为5S，之后便可以开始仿真了，仿真后Scope输出波形如下图所示，图中自上而下依次为负载的电压、电流、电源侧电流波形。

图2-5单相桥式逆变电路Scope输出波形

从图中可以看出波形与理论上的波形形状相同，说明此逆变电路工作正常。

3正弦脉宽调制(SPWM)原理及控制方法的Simulink仿真

3.1正弦脉冲宽度调制(SPWM)原理

PWM脉宽调制技术就是对脉冲宽度进行调制的技术。即通过对一系列脉冲宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形(含幅值和形状)。PWM的一条最基本的结论是：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，冲量即窄脉冲面积，这就是我们通常所说的“面积等效”原理。因此将正弦半波分成N等分，每一份都用一个矩形脉冲按面积原理等效，令这些矩形脉冲的幅值相等，则其脉冲宽度将按正弦规律变化，这种脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形叫做SPWM。示意图如下图所示：

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图3-1 SPWM示意图

3.2 SPWM波的控制方法

SPWM波的产生方法有计算法和调制法，计算法很繁琐，不易实现，所以在这里不作介绍，重点介绍调制法，即把希望输出的波形作为调制信号ur，把接受调制的信号作为载波

uc，通过信号波调制得到所期望的PWM波形。通常采用等腰三角波作为载波，因为等腰三

角波上任一点的水平宽度和高度呈线性关系且左右对称，当它与任何一个缓慢变化的调制信号波相交时，如果在交点时刻对电路中的开关器件进行通断控制，就可得到SPWM波，常见的SPWM控制方法有单极性SPWM控制，双极性SPWM控制。

3.2.1双极性SPWM控制原理及Simulink仿真

所谓的双极性是指在调制信号波的半个周波内三角载波有正负两种极性变化。用调制信号波与三角载波比较的方法可以产生双极性SPWM波，其仿真原理图如下图所示：

图3-2 双极性SPWM信号仿真原理图

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其输出波形如下图所示：

图3-3双极性SPWM信号仿真Scope输出波形图

现用SPWM波产生模块驱动单相桥式逆变电路工作进行仿真，方法是在Simulink中选中SPWM产生电路，然后右键选择“Create Subsystem”将其放入到一个“Subsystem(子系统)”中，配置好其输入输出引脚，然后右击该模块，选择“Mask Subsystem”对其进行封装，封装后的模块名取为“PWM Subsystem”，原理图如下图所示：

图3-4 双极性PWM逆变电路仿真模型

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电路中RLC皆取默认值，DC Voltage Source值取为110V，仿真后scope输出波形如下图所示：

图3-5 双极性PWM逆变电路Scope输出波形

3.2.2单极性SPWM控制原理及Simulink仿真

所谓的单极性是指在调制信号波的半个周波内三角载波有零、正或零、负一种极性变化，单极性型SPWM信号的产生比双极性复杂些，要按调制波每半个周期对调制波本身或者载波进行一次极性反转，其仿真原理图如下图所示：

图3-6 单极性SPWM信号仿真原理图

将该模块做封装后来驱动单相全桥逆变电路，为了使模型结构更加清晰，本次仿真采用Simulink库中自带的“Universal Bridge(通用桥)”代替由电力电子器件组合而成的桥式逆变电路，仿真模型如下图所示：

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