一、拓扑结构

  三相方波逆变电路的拓扑结构如下：

二、工况分析

  下面是开关管1、2、3、4、5、6交替工作时，相关物理量的波形图：

三、稳态分析

1.电平分析

  按照拓扑结构图的元件标号来进行分析，在任意时刻，都有三个开关管导通，导通的顺为：123->234->345->456->561->612的顺序，故在一个周期内有六种导通模式。以561导通模式为例进行分析：

  此时负载Za与Zc与电源正极接通，Zb与电源负极接通，故相电压为Ubn=-2/3Ud，Uan=Ucn=1/3Ud。同理可得其他模式下逆变器输出的相电压波形。每隔60°就会发生一次电平变化，形成更加接近于正弦的六阶梯波。

2.傅里叶分析

  利用傅里叶分析可得a相电压和a、b间线电压瞬时值分别为：

  可见，输出电压中无3的整数倍次谐波，只含更高阶次的奇次谐波，n次谐波幅值为基波幅值的1/n。
线电压基波幅值为：

3.接阻性负载

  当逆变电路接阻性负载时，三相半桥电路所有功率开关中的反并联二极管均不导通，逆变器从直流母线吸取无脉动的直流电源。若接感性负载，则逆变器还将与母线交换无功电流，直流脉动频率是输出电压频率的6倍。

4.三相方波逆变电路的特点

  ①输出电压谐波含量高，尤其是低次谐波成分丰富，输出相电压的THD大约为26%。
  ②输出电压频率可调，幅值不可调。相应的解决方案是采用相控整流或者不控整流后接DC-DC变换器，通过改变直流电压来调节逆变器输出的交流电压。
  ③与PWM的方法比，方波逆变电路的直流电压利用率较高，线电压幅值为1.1倍的直流电压。

四、Simulink仿真分析

1.问题提出

  完成三相方波逆变电路的仿真，开关管选用IGBT，直流电压为530V，阻感性负载，负载有功功率为1kW，感性无功功率为0.1kVar。

2.分析问题

  需要构造六个脉冲发生器ug1、ug2、ug3、ug4、ug5、ug6，且幅值均为1、频率均为50Hz，占空比均为50%。滞后时间为依次滞后0.02/6s，即相差60°。
  注意：simulink中六个开关管的编号和普通拓扑的编号不一样，使用时候需要注意，详细设置见元件选取部分。

3.Simulink元件选取

①电源模块：powergui

②DC Voltage

③三相桥Universal Bridge

④三相负载Three-Phase Series RLC Load

⑤Pulse Generator

⑥三相测量模块Three-Phase V-I Measurement

⑦相关测量模块

其中Multimeter的设置如下：

⑧mux和demux

4.电路连接图

5.实际效果图

  a相相电压、相电流以及电源输出电流波形图

  a、b、c三相相电压波形图

五、仿真文件获取

1.积分获取

MATLAB2017版本Simulink：三相波逆变电路
可以自己搭建，或者直接用这个做好的。调节不同的参数观察输出，和书上的理论图对应学习分析。

2.免费获取

六、FFT分析

参考这个：三相方波逆变电路FFT分析

最后

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