微电网模拟系统的研究与设计.doc

摘要:随着全球工业化进程的不断发展，能源的开采和使用也日益加剧，导致各国不可再生资源面临着严峻的问题，能源危机逐渐成为人们关注的问题。电能作为生产生活中必不可少的能源之一，如何利用可再生资源产生电能成为人们思考的问题。于是基于可再生能源发展的分布式发电技术得到了迅猛的发展，微电网技术已经成为各个国家研究的热点。

三相逆变器是微电网系统中的重要组成部分，是分布式电源与电网的连接枢纽。因此三相逆变器在微电网的研究发挥着重要的作用。在此基础上，本文研究了一种基于电压闭环控制策略的三相全桥SPWM逆变器。首先，通过对三相静止坐标系的分析，建立SPWM逆变器的数学模型，然后利用PARK变换对三相静止坐标系进行变换，从而得到两相同步旋转坐标系的数学模型。在熟悉Matlab/Simulink软件环境的基础上，建立了电压闭环控制的三相SPWM全桥逆变器仿真模型，并进行了仿真分析和研究。

最后，根据建模仿真，设计三相全桥逆变器的硬件电路，画出相应电路图，设计硬件参数，编写程序，对逆变器系统进行实验的硬件验证。最终得出的实验结果验证了本文阐述方法的可行性。

关键词：三相逆变器数学模型，电压闭环控制，dq坐标变换，SPWM，Matlab/Simulink

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 课题背景及意义-1

1.1.1 课题研究背景-1

1.1.2 课题研究的意义-2

1.2 国内外研究现状-3

1.2.1 国外研究现状-3

1.2.2 国内研究现状-4

1.3 本文所做的工作-4

第二章 三相全桥SPWM 逆变器的设计-6

2.1 方案选择-6

2.1.1 三相逆变器拓扑结构选择-6

2.1.2 滤波器选择-6

2.1.3 主电路设计-7

2.1.4 控制电路设计-9

2.2 三相逆变器的数学建模-9

2.2.1 三相静止坐标系下的数学模型-9

2.2.2 三相旋转坐标系下的数学模型-10

2.3 本章小结-14

第三章 三相全桥逆变器的Matlab/Simulink建模仿真-16

3.1 仿真模型的搭建及参数选择-16

3.1.1 MATLAB/Simulink简介-16

3.1.2 控制策略-16

3.1.3 锁相环设计-18

3.1.4 dq变换模块-20

3.1.5 电压闭环控制模块-21

3.1.6 dq反变换模块-23

3.1.7 正弦波脉宽调制模块-24

3.1.8 主电路模块-25

3.2仿真结果及其分析-25

3.2.1 仿真模型搭建步骤-25

3.2.2 仿真结果及分析-27

3.3 本章小结-29

第四章 三相逆变器硬件设计-30

4.1 硬件系统控制-30

4.1.1 系统控制框图-30

4.1.2 主电路-30

4.1.3 驱动电路-31

4.1.4 电源模块-31

4.2 软件控制部分-32

4.3 硬件结果分析-32

4.4 本章小结-34

第五章 总结与展望-35

5.1 总结-35

5.2 展望-35

参考文献-36

致谢-37