simulation of single phase sinusoidal PWM inverter

资 源 简 介

simulation of single phase sinusoidal PWM inverter

详 情 说 明

单相正弦脉宽调制（SPWM）逆变器仿真是电力电子领域的经典案例，主要实现直流到交流的电能转换。其核心原理是通过高频载波（通常为三角波）与低频正弦调制波的比较，生成驱动开关器件的PWM信号，最终输出近似正弦的交流电压。

实现要点 调制策略 采用双极性调制时，载波与调制波比较后生成两路互补的PWM信号，控制全桥逆变电路的上、下管交替导通。调制比（调制波幅值/载波幅值）直接影响输出电压幅值，而载波频率决定开关损耗与输出谐波分布。

仿真关键环节 调制波生成：50Hz正弦基准信号与高频三角载波（通常2-10kHz）通过比较器产生PWM序列。 逆变桥建模：理想开关器件模拟IGBT/MOSFET的导通与关断，需设置死区时间防止直通。 滤波设计：LC低通滤波器滤除高频开关谐波，其截止频率需远低于载波频率但高于基波频率。

性能分析 通过FFT可观测输出电压的THD（总谐波失真），优化载波比（载波频率/调制波频率）可显著减少低次谐波。实际仿真中需注意步长设置，建议小于载波周期的1/100以保证波形精度。

扩展思考 进阶方案可加入闭环控制（如PID调节）实现稳压输出。 对比不同调制策略（如三次谐波注入）对电压利用率的影响。 结合硬件在环（HIL）验证控制算法实时性。

该仿真为光伏并网、UPS等应用奠定理论基础，后续可延伸至三相系统或空间矢量调制（SVPWM）研究。