利用SPWM实现变频器频率和幅值的动态仿真

PWM实现变频器电压频率和幅值的实时仿真 变频器的核心在于逆变器技术，早期的三相桥式逆变器主要采用6脉冲运行方式，输出电压呈现方波或阶梯波，谐波成分较高。然而，随着全控型电力电子器件，如IGBT、GTR和IGCT的发展，逆变器的控制方式发生了重大变革，其中脉宽调制（PWM）技术成为主流。Simulink中的电力系统SimPowerSystem工具箱提供了丰富的元器件支持，使得变频器的仿真变得更加便捷，如文献[1]所示，该工具箱中的PWM发生器可以用来模拟固定频率和电压的交流到交流的转换。 然而，在实际应用中，变频器需要提供可变的输出，如在双馈感应发电机(DFIG)的转子侧变频系统中，风速和转速变化会导致电流大小和滑差频率的调整。这就需要不同于固定频率的SPWM发生器，而是一个能够外接控制的SPWM单元，以实现变频器输出电压频率和幅值的实时变化。本文提出了一种设计的外控PWM发生器，旨在适应这种灵活性，使变频器能够根据实际需求动态调整输出特性。 交-直-交变频器的基本架构通常包括整流器、直流侧电容器、电压源逆变器以及PWM控制器。例如，图1展示了典型变频器的结构，它由可控整流器、电容滤波、逆变器以及用于精确控制的PWM模块构成。在DFIG风力发电系统中，如图2所示，除了电网和DFIG，还有两个独立的逆变器（电网侧和转子侧），每个都配备了自己的PWM发生器，以适应双向能量流动的工作模式。 现代变频器通过PWM技术实现了电压频率和幅值的实时调整，这在提高系统效率、适应性强的场合如风力发电等领域至关重要。利用Simulink工具箱中的高级功能进行仿真，可以帮助设计者更好地理解和优化变频器的性能，满足实际应用中的多样化需求。