三相电压型逆变器学习笔记

最新推荐文章于 2025-06-25 09:54:35 发布
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分类专栏： 风电场次同步谐振
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线电压

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相电压

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电压型逆变器特点：

  1. 直流侧为电压源或并联有大电容，相当于电压源，直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
  2. 由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关；而交流侧输出电流波形和相位随负载阻抗情况的不同而不同。
  3. 当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。逆变桥各臂反并联的二极管为交流侧向直流侧反馈无功能量提供了通道。
  4. 直流侧向交流侧传输的功率是脉动的，因为直流电源电压无脉动，故传送功率的脉动由直流侧电流的脉动来体现。
  5. 改变直流侧的电压可以改变输出交流电的电压幅值和有效值；通过改变开关管导通和关断的时间可以改变输出交流电的频率；改变开关管的导通顺序可以改变输出交流电的相序
逆变器--学习笔记（一）
honeyball的博客
06-30 4452
逆变器中的“并网”指的是逆变器将其产生的交流电与电网同步，并输送到公共电网中。并网逆变器通常用于太阳能发电系统和其他分布式发电系统，将其产生的电能输送到电网供其他用户使用。
SVPWM 三相逆变器电压空间矢量调制 初入门
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Virgo的博客
09-17 3万+
1.引言 首先需要说明的是 ，本文只适用于初入门的人看，因为本文并不涉及具体怎么实现的，只涉及到原理讲解，规避了具体怎么实现。 SVPWM的思想起源于交流异步电机变频调速。但这种调制方法现在已经广泛用于交流调速以外的三相电力电子变换和控制系统中。 SPWM 对于异步电机来说：我们只需要在A，B，C三相提供120相位差的正弦电压，电机就会稳定的转动起来，由冲量等效原理作为理论支撑，SPWM控制逆变...
三相电压型逆变器电压闭环控制simulink仿真模型
03-21
采用SPWM，使用电压单闭环控制的三相电压型逆变器仿真模型，模型中对测量的电压使用了标幺值，（会有一定好处的），所以uq*的给定值是1。
三相电压型逆变器
FPGA/MATLAB学习教程/源码/项目合作开发
02-21 1万+
1.问题描述： 在交流电机变压变频调速系统中，三相电压型逆变器可由图2.6所表示的6个开关元件来等效表示，电机的相电压和线电压依赖于它所对应的逆变桥臂上下6个功率开关的状态，图中，为直流母线电压，A、B、C为开关状态量。规定当各开关状态量为1时上桥臂导通，开关状态量为0时下桥臂导通，且各相上下桥臂不能同时导通。则由6个开关的不同组合可以构成逆变器8种不同的工作状态[36]。 图2.6电压源型三相逆变器 SVPWM控制策略的实现主要分以下三个步骤，电压空间矢量扇区的判断，相邻矢量作用时间的确定.
三相方波逆变电路工作原理与设计要点
最新发布
weixin_30653091的博客
06-25 1367
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）是一种常见的控制信号波形的技术，广泛应用于各种电子设备和系统中。它的主要思想是通过改变脉冲的宽度（即高电平时间）来控制输出能量的平均值。在逆变电路中，PWM技术允许控制器更精准地调节输出电压和频率，以适应不同的负载条件和需求。PWM信号是由一系列宽度不等的脉冲组成，脉冲的宽度（占空比）和频率可以变化，以提供不同的输出功率水平。
三电平逆变器学习1——三电平逆变器建模，控制环路设计以及PI参数整定；附相关代码和S-函数仿真
wyc235的博客
10-28 4291
记录三电平逆变器的学习过程，包括系统建模，控制器设计以及参数整定；并进行了仿真分析，提供了基于s函数的完成仿真工程，亲测有效。
并网逆变器学习笔记8---平衡桥（独立中线模块）控制
圆桌骑士的博客
01-31 4952
参考文献：《带独立中线模块的三相四线制逆变器中线电压脉动抑制方法》---赵文心。
三相逆变电路学习笔记
RM小白的博客
07-31 1万+
仅为学习笔记，不具备参考价值
DC-AC逆变器 -- 电压型方波逆变器
Fourglsl的博客
05-21 5333
单相全桥逆变器由四个开关（通常是MOSFET或IGBT）组成，这些开关以桥式配置连接。通过控制这些开关的导通和关断，可以将直流电压转换为交流电压。PAM的基本思想是通过调节每个脉冲的幅值来调节输出电压。对于单相全桥逆变器，PAM可以这样实现：在单相全桥逆变器中，采用180°互补控制模式可以有效地控制输出波形。在这种模式下，每个开关管（功率管）导通180°，相对的两个开关互补导通。电容充电：直流电源给电容C1和C2充电，使其电压分别达到 Vdc​/2。电压分压。
基于光伏Boost升压与储能系统的微电网仿真模型研究：包含储能变流器PCS与三相并网逆变器技术 ,基于光伏Boost升压与储能系统的微电网仿真模型研究：含三相并网逆变器与储能变流器PCS技术探索,交流
02-18
基于光伏Boost升压与储能系统的微电网仿真模型研究：包含储能变流器PCS与三相并网逆变器技术。,基于光伏Boost升压与储能系统的微电网仿真模型研究：含三相并网逆变器与储能变流器PCS技术探索,交流微电网仿真模型...
matlab simulink三相四桥臂逆变器仿真模型 采用的是电压外环电流内环控制策略，交流测可以接不平衡负载，在负载不平衡的情况下依然可以保持输出电压对称 直流侧输入电压范围450V~2000V
12-19
这些内容对于学习和掌握三相四桥臂逆变器的工作原理和仿真实现具有很高的参考价值。 通过构建一个精密的三相四桥臂逆变器仿真模型，并采用先进的控制策略，可以在理论上和实践中对逆变器的性能进行全面的评估，这...
逆变器初学者必看制作秘笈（全部资料）
10-25
自从公布了1KW正弦波逆变器的制作过程后，有不少朋友来信，提这样那样的问题，很多都是象我这样的初学者。为此，我花了近一个月的时间，制作了这台600W的正弦波逆变器，并将此台机器的制作过程和各位好友在此分享，谨此献给曾经和我一样的逆变器初学者，如您能有所收获，并举一反三，将是我此次分享的最大的收获。
三相电压型桥式逆变电路仿真.pdf
05-10
建立三相电压型桥式逆变电路仿真模型，通过仿真叙述阻感负载时 180°方波驱动导 通方式下的换相过程，重点分析φ＜60°时的开关 V5、V6、V1 到 V6、V1、V2 中换流过程 中由三个开关同时工作过渡到两个开关和一个二极管同时工作的换相过程及φ＞60°时由 两个开关和一个二极管同时工作过渡到一个开关和两个二极管工作的换相过程，并解释其产 生原因。给出两种状态下输出线电压、相电压和电流的波形。参数：相电压 220V,负载电阻 10Ω,电感值自己设定。要求：题目、仿真模型图、各种参数、仿真模型图各部分说明、工作过程叙述、两种状态的各种输出波形图、依据输出波形重点分析部分，结论
matlab开发-三相逆变器
08-25
matlab开发-三相逆变器。采用空间矢量脉宽调制发电机的三相逆变器，由220伏直流电产生220伏三相交流电。
matlab开发-三相SPWM逆变器
08-25
matlab开发-三相SPWM逆变器。三相正弦脉宽调制逆变器的研究
三相逆变器MATLAB仿真
02-25
三相逆变器simulink仿真，输入650V直流电源，通过三相三桥臂后变为三相交流电。
《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》之三相电压源逆变器PWM技术的基本原理和仿真建模
adbs1233321的博客
10-21 3595
在simulink中自带了SVPWM模块，包含四个部分1.参考电压矢量输入类型Uref 2.开关模式 3.PWM频率选择 4.采样时间1.参考电压矢量输入类型Uref（1）rad为幅值和相角，注意电压幅值是标幺值不是实际值，相角单位为弧度rad（2）静止坐标系ab分量UaUb同样是标幺值（Udc/sqrt（3）进行标幺化）且使用Matlab自带的坐标系，（3）内部模式。不需要外部变量输入，在内部设置调制系数、角度、电压频率2.开关模式Pattern#1为软件模式 Pattern#2为硬件模式。
光伏并网逆变器学习1-simulink
栋哥修炼日记
03-17 3530
光伏逆变器模型大概
【三相逆变器的有功和无功功率控制】基于PI控制器的三相逆变器与电网连接的解耦有功和无功功率控制（Simulink仿真实现）
weixin_67304359的博客
07-22 1223
三相逆变器的有功和无功功率控制，基于PI控制器的三相逆变器与电网连接的解耦有功和无功功率控制。
STM32控制三相逆变器完整教程
02-25
<think>嗯，用户让我介绍如何使用STM32控制三相逆变器的完整教程。首先，我需要确定用户的需求是什么。可能他们正在做一个需要驱动三相电机或者类似设备的项目，比如电动汽车、无人机或者工业控制系统。他们可能对电子和编程有一定的基础，但需要具体的指导步骤。 接下来，我得考虑STM32系列的选择。STM32有很多型号，比如F1、F4、H7等，不同的型号有不同的性能和外设。用户可能需要一个带有高级定时器的型号，比如STM32F334或者F4系列，因为它们支持六步PWM生成，这对三相逆变器很重要。 然后是三相逆变器的拓扑结构。通常，三相逆变器由六个开关器件（比如MOSFET或IGBT）组成全桥，每个桥臂控制一相。需要生成互补的PWM信号，并插入死区时间，防止上下桥臂直通短路。这部分需要详细解释，用户可能需要电路图示例。 PWM生成是关键部分。STM32的高级定时器（如TIM1或TIM8）可以配置为中心对齐模式，生成带死区的互补PWM。我需要说明如何配置定时器的预分频、重载值，以及如何设置死区时间。同时，六步换相法和SVPWM的区别可能需要简要说明，因为用户可能对不同的控制方法感兴趣。 电流采样和保护功能也不能忽视。过流保护通常通过比较器或ADC检测，触发刹车信号快速关闭PWM。这部分需要硬件电路的支持，比如电流传感器和比较器电路，同时软件上要配置相应的中断或DMA。 软件部分，用户可能需要代码示例，特别是使用HAL库或LL库配置定时器。比如初始化TIM1，设置PWM模式，启用互补输出，配置死区，以及如何调整占空比。另外，闭环控制可能需要PID算法，用户可能需要指导如何集成到代码中。 调试和测试部分，用户可能遇到硬件问题，比如PWM信号不正常，死区时间不足导致短路，或者电流采样不准确。需要建议使用示波器检查信号，逐步调试代码，先从简单的开环控制开始，再逐步加入闭环。 安全方面，必须强调高压的危险性，建议在低压下测试，使用隔离电源和防护措施。用户可能忽略了安全问题，需要提醒他们注意。 最后，提供参考资料，如STM32的官方文档、应用笔记，以及相关的书籍和论坛，帮助用户进一步学习。可能用户需要更深入的理论知识，比如电机控制算法，所以推荐一些书籍和在线资源。 总结下来，用户需要一个从硬件到软件，从理论到实践的完整指南，涵盖选型、电路设计、PWM配置、保护机制、代码实现和调试步骤。同时，要考虑到他们可能在实际操作中遇到的问题，并给出解决方案和建议。</think>以下是关于使用 **STM32 控制三相逆变器** 的完整教程框架，涵盖硬件设计、软件编程及关键控制原理，适用于驱动三相电机或并网逆变器等应用场景： --- ### **1. 硬件设计** #### **1.1 核心组件** - **主控芯片**：选择支持高级定时器（如 TIM1/TIM8）的 STM32 型号（如 STM32F334/F4/H7），需具备 6 路互补 PWM 输出和死区插入功能。 - **三相逆变桥**：6 个功率开关（MOSFET/IGBT），组成全桥拓扑，常用型号如 IRF540N（低压）或 IKW40N120H3（高压）。 - **驱动电路**：隔离型栅极驱动芯片（如 IR2110、TLP250），确保高低侧驱动信号稳定。 - **保护电路**：过流检测（霍尔传感器/采样电阻 + 比较器）、过温保护、母线电压检测。 - **电源模块**：为 STM32 和驱动电路提供隔离电源（如 DC-DC 模块）。 #### **1.2 电路设计要点** - **PWM 输出接口**：将 STM32 的 TIMx_CH1/CH2/CH3 及互补通道连接至驱动芯片。 - **死区时间**：通过 TIMx 的 BDTR 寄存器配置，防止上下管直通（通常 100ns~1μs）。 - **电流采样**：在 DC 母线或下桥臂串接采样电阻，通过运放调理后接入 ADC。 --- ### **2. 软件配置（基于 HAL 库）** #### **2.1 PWM 生成配置** ```c // 初始化高级定时器 TIM1（中心对齐模式，带死区） TIM_HandleTypeDef htim1; TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0}; TIM_BreakDeadTimeConfigTypeDef sBreakDeadTimeConfig = {0}; htim1.Instance = TIM1; htim1.Init.Prescaler = 0; htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_CENTERALIGNED3; htim1.Init.Period = PWM_PERIOD; // 根据开关频率计算（如 20kHz → Period = (72MHz / 20kHz) / 2） htim1.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; HAL_TIM_PWM_Init(&htim1); // 配置 PWM 通道（通道1/2/3） sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1; sConfigOC.Pulse = INITIAL_DUTY; // 初始占空比 sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH; sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE; HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1); // 配置死区时间和刹车功能 sBreakDeadTimeConfig.DeadTime = DEAD_TIME; // 根据驱动芯片需求设置 sBreakDeadTimeConfig.BreakState = TIM_BREAK_ENABLE; // 过流时紧急关闭 PWM HAL_TIMEx_ConfigBreakDeadTime(&htim1, &sBreakDeadTimeConfig); // 启动 PWM HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); HAL_TIMEx_PWMN_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1); // 启动互补通道 ``` #### **2.2 控制算法** - **六步换相法（方波驱动）**： - 通过霍尔传感器检测转子位置，切换 PWM 相位。 - 更新 TIMx 的 CCx 寄存器调整占空比。 - **空间矢量 PWM（SVPWM）**： - 使用 Clarke/Park 变换生成电压矢量。 - 计算扇区并合成目标矢量，优化谐波效率。 ```c // 示例：SVPWM 占空比计算 void SVPWM_Update(float Ualpha, float Ubeta) { // 计算扇区、作用时间 T1/T2 // 更新 TIMx CCR1/CCR2/CCR3 的值 } ``` --- ### **3. 关键功能实现** #### **3.1 过流保护** - 硬件比较器触发 STM32 的刹车输入（BKIN），立即关闭 PWM。 - 软件检测 ADC 采样电流，超过阈值时进入保护中断。 #### **3.2 闭环控制（FOC 为例）** 1. **电流采样**：通过 ADC 读取三相电流（或两相 + 重构）。 2. **Clarke/Park 变换**：将电流转换为 dq 坐标系。 3. **PI 调节器**：调节 Id、Iq 到目标值。 4. **逆 Park/Clarke 变换**：生成 SVPWM 输入。 --- ### **4. 调试步骤** 1. **开环测试**：固定占空比输出，用示波器验证 PWM 波形和死区。 2. **驱动测试**：接入逆变桥，空载测量三相电压是否对称。 3. **闭环调试**：逐步调整 PID 参数，观察电机启动和负载响应。 --- ### **5. 注意事项** - **安全**：高压测试时使用隔离电源，避免触电。 - **散热**：开关器件需加散热片，温度超过 80℃ 时触发保护。 - **EMC**：添加 RC 吸收电路和磁环抑制高频噪声。 --- ### **6. 参考资料** - **官方文档**：STM32 参考手册（Advanced Timer 章节）、AN4775（电机控制应用笔记）。 - **书籍**：《电力电子技术》（王兆安）、《STM32 电机控制实战指南》。 - **开源项目**：GitHub 上的 SimpleFOC 和 VESC 项目。 通过以上步骤，可逐步实现 STM32 对三相逆变器的稳定控制。建议从简单方波驱动入手，再过渡到 FOC/SVPWM 算法。
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