利用SPWM实现变频器频率和幅值的动态仿真

4 下载量 126 浏览量 更新于2024-09-04 1 收藏 380KB PDF 举报
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。