1. 研究目的与意义及国内外研究现状

研究目的：matlab中的simulink模块具有强大的运算功能及丰富的工具箱，本文以pwm逆变器为载体系统的学习了matlab在电力电子技术中的使用。并进一步加深对逆变电路的理解进而培养自己独立思考与实践能力。

研究意义：20世纪80年代后,随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展,pwm控制技术才真正得到应用.随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法,如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用,pwm控制技术获得了空前的发展,出现了多种pwm控制技术。电力电子电路的计算机仿真是近年来电力电子技术领域发展较快的一个学科分支，由于电力电子器件比较昂贵，实验调试不像弱电电路那么简单方便，因而借助计算机仿真，对电力电子装置在研发中缩短周期、降低成本、提高安全性和可靠性具有重要的意义。

国内外研究现状

1964年asehonung和hstemmler在《bbc评论》上发表的文章,把通讯系统的调制技术应用到交流传动中,产生了正弦脉宽调制(spwm)变频变压的思想,从而为交流传动的推广应用开辟了新的领域。毫无疑问,这种脉宽调制技术使交流传动在大功率(电力机车)、高精度(数控机床)、高动态响应(轧钢)等工业领域的应用成为可能。到目前为止,spwm在各种应用场合仍占主导地位,并一直是人们研究的热点。从最初采用模拟电路完成三角调制波和参考正弦波的比较,产生pwm信号以控制功率器件的开关,到目前采用全数字化的方案,完成实时在线的pwm信号的输出,英国bristol大学的srobwes作了大量工作,提出了规则采样数字化pwm方案,对自然采样规律做了简单的近似,为pwm控制信号的实时计算提供了理论依据川。在此基础上,bowes等人又提出了准优化pwm技术及用于高压高频的准优化pwm技术,以提高电压利用率,其实质是在基波上叠加一个幅值为基波1/4的三次谐波。在这一点上,准优化pwm和电压空间矢量pwm(svpwm)具有某种异曲同工之处。但svpwm是从磁通幅值不变得到的,其等效调制波形含有一定的三次谐波。由于具有控制简单、数字化实现方便的特点,目前已有替代传统spwm的趋势。虽然准优化及空间矢量pwm技术已经具有优化pwm的某些特征,但是,它们毕竟还不是真正意义上的优化。

事实上,优化pwm的方法提出的时间更早。1962年,akemick等人在aiee杂志发表的“消除谐波静止逆变器”的文章中,已经看到了后来被fgtumbulle和hspatel,rghof价幻推广了的消除低次谐波pwm的踪迹。这种优化(即求极大或极小)pwm的概念被gsbuja.fczach和ktaniguchi所采纳,并用于实现电流谐波畸变率(thd)最小、效率最优及转矩脉动最小。尽管最优化pwm具有计算复杂、实时控制较难等缺点,但由于它有一般pwm方法所不具备的特殊优点,如电压利用率高、开关次数少及可实现特定优化目标等。因此,人们一直没有放弃这方面的研究。目前,随着微处理器运算速度的不断提高,已出现实时完成优化pwm的方案。另外值得一提的是ablpunkett在1980年提出的电流滞环比较pwm技术及在此基础上发展起来的全数字化方案—无差拍控制(deadbeatcontorl)pwm技术。这两种方法均具有实现简单的特点。第一种方案采用模拟技术,当功率器件开关频率足够高时,可得到非常接近理想正弦的电流波形。第二种方案考虑了数字化采样时间的影响,以电流误差等于零为目标,通过电流电压的反馈,可以达到很好的效果,并成为一种较简单实用的数字化pwm方案,在逆变器及有源滤波器中得到越来越广泛的应用。 从80年代中期以来,人们对pwm逆变器产生的有声和电磁噪音给予了越来越多的关注。普通pwm逆变器的电压、电流中含有不少谐波成分,这些谐波产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围;另一种方法是随机pwm方法,它从改变谐波的频谱分布入手,使逆变器输出电压、电流的谐波均匀地分布在较宽的频带范围内,以达到抑制噪声和机械共振的目的。

2. 研究的基本内容

1.介绍逆变器的概念及原理；

2.matlab/simulink仿真环境的介绍；

3.pwm控制技术的原理；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：首先介绍spwm的基本原理对pwm的基本概念与理论进行解释，然后通过使用运算功能强大的matlab软件搭建chbpwm逆变器和svpwm逆变器的仿真模型及控制电路的模型进行仿真研究，的出仿真结果并进行对比分析，从而总结各种pwm逆变器的优缺点。

进度安排：

2016年2月22日-2016年2月28日：收集资料，确定论文题目，查阅相关资料；

4. 参考文献

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[m].北京：机械工业出版社，2000，150-165.

[2]曲永印，白晶.电力电子技术[m].北京：机械工业出版社，2013，131-141.

[3]林飞，杜飞.电力电子应用技术的matlab仿真[m].北京：中国电力出版社，2009，148-162.