MATLAB Simulink实现IGBT单相全桥逆变器仿真与性能分析

资 源 简 介

本项目采用MATLAB/Simulink Power System工具箱构建完整的IGBT单相全桥逆变器模型，实现PWM控制策略的电路仿真与性能分析，包括输出电压波形调控和效率评估。

详 情 说 明

基于IGBT的单相逆变器的MATLAB仿真建模与性能分析

项目介绍

本项目通过MATLAB/Simulink搭建了一个以IGBT为开关器件的单相全桥逆变器仿真模型。重点模拟逆变器将直流电转换为可控正弦交流电的过程，并结合PWM控制策略，实现输出频率、幅值的灵活调节。项目设计面向电力电子初学者，旨在帮助理解单相逆变器的基本工作原理、IGBT的动态开关特性及系统性能分析方法。

功能特性

• 完整电路建模：利用Simulink Power System工具箱构建包含IGBT、驱动电路、滤波器及负载的单相全桥逆变器系统。
• PWM控制：采用脉冲宽度调制技术生成IGBT驱动信号，支持载波频率与调制比的参数化调整。
• 参数可调：用户可灵活设置直流输入电压、输出交流电频率与幅值、负载类型（阻性、感性或容性）等关键参数。
• 性能分析：提供输出电压/电流波形显示、频谱分析、总谐波失真（THD）计算、功率因数评估及效率估算功能。

使用方法

1. 打开MATLAB，将本项目文件夹设为当前工作路径。
2. 双击打开主Simulink模型文件（.slx），检查模型中的参数配置是否符合需求。
3. 运行主控脚本，该脚本将自动调用模型并进行仿真。
4. 仿真完成后，脚本将绘制关键波形图（如IGBT驱动信号、输出电压/电流）、进行频谱分析并计算THD等性能指标。
5. 用户可通过修改脚本中的输入参数（如直流电压、PWM频率、负载值等）重复仿真，观察不同条件下的系统性能变化。

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink仿真环境
• Simscape Electrical（原Power System）工具箱
• Signal Processing Toolbox（用于频谱分析与THD计算）

文件说明

主控脚本整合了项目的核心仿真流程与后处理功能。它负责初始化仿真所需的全局参数，如直流电源电压、PWM载波频率与调制比、输出频率以及负载配置；调用并运行预先构建的Simulink逆变器模型；在仿真结束后，自动提取关键数据，生成IGBT开关信号、输出电压及电流的波形图，执行快速傅里叶变换（FFT）分析以显示频谱并计算总谐波失真，同时评估系统的功率因数与效率。用户可通过修改此脚本中的参数轻松进行不同工况下的仿真研究。