三相逆變器將直流輸入轉(zhuǎn)換為三相交流輸出。基本的三相逆變器由三個單相逆變器開關(guān)組成，每個開關(guān)分別連接到三個負載端子。開關(guān)被編程為以 60°的固定間隔打開和關(guān)閉，以獲得三相電壓。三相逆變器常常用于變頻驅(qū)動應(yīng)用和高功率應(yīng)用，如高壓直流輸電。

三相逆變器可以具有多種傳導(dǎo)模式，例如 180° 傳導(dǎo)模式和 120° 傳導(dǎo)模式。

下圖顯示了三相逆變器的電路和兩種工作模式下柵極脈沖開關(guān)周期時序。開關(guān)AH和AL，BH和BL，CH和CL相輔相成。

• 180° 傳導(dǎo)模式

在這種傳導(dǎo)模式下，每個設(shè)備都處于180°的傳導(dǎo)狀態(tài)，它們以60° 的間隔打開。端子Va，Vb和Vc是橋接的輸出端子，連接到負載的三相三角形或星形連接。

• 120° 傳導(dǎo)模式

在這種傳導(dǎo)模式下，每個器件處于120度的傳導(dǎo)狀態(tài)。任何時刻，只會有兩個器件導(dǎo)電，因為每個器件只導(dǎo)電120°。從上圖中，我們可以看到開關(guān)以60°的間隔觸發(fā)ON，并保持120°的ON狀態(tài)。

當MOSFET開關(guān)AH從wt=0°到120°導(dǎo)通時，MOSFET開關(guān)AL從wt=180°到300°開始導(dǎo)通，并且循環(huán)重復(fù)。門和門之間以灰色顯示的空白區(qū)域是同一支路沒有開關(guān)傳導(dǎo)的時間。

與具有120°調(diào)節(jié)模式的180°相比，120°操作模式在逆變器的同一支路中的設(shè)備的關(guān)閉和打開之間有60度的間隔。

文后提供了“在SaberRD中實現(xiàn)三相逆變器120°工作模式柵極脈沖的設(shè)計文件”的下載鏈接。通過仿真分析了該電路的工作原理。為簡單起見，省略了緩沖電路和換向電路。

1. 下載示例文件。
2. 調(diào)用 SaberRD 并打開設(shè)計：test_120_inverter_degree_operation.ai_dsn。

在上述設(shè)計中，模板SVPWM控制器代表了一個具有數(shù)字控制輸出的三相PWM發(fā)生器。該模型采用SPWM（正弦PWM）調(diào)制技術(shù)，可為180°工作模式下的任何電壓源逆變器(VSI)應(yīng)用產(chǎn)生PWM驅(qū)動信號。

所選工作頻率為frq= 60Hz。在本例中選擇ma、mf、dc_offset來產(chǎn)生單個脈沖，而不是調(diào)制信號。有關(guān)上述參數(shù)的更多內(nèi)容可以在模板和部件文件的幫助中找到。

該控制器模型的輸入通過使用 SaberRD 庫中的ppwl模型來生成所需的120°模式操作門脈沖，用于ah、bh 和ch。

在SVPWM模型中選擇的PWM頻率為60 Hz。

一個周期=tp=1/60，一個周期的六分之一是1/6*1/60=1/360。ppwl模型的輸入現(xiàn)在通過將周期乘以1/360來計算，以生成所需的波形ah、bh和ch，如下所示。

如果需要生成不同頻率的脈沖，可以在SVPWM模型參數(shù)frq中分配它，并在ppwl模型中使用1/6*frq替換所有行中的值1/360。

注意：通過使用 SaberRD 的各種模型，有不同的方法可以為 120 °模式操作生成這些門脈沖，這里只討論其中一種方法。

創(chuàng)建分層模型spwm_extension_120_degree以另外生成低邊柵極脈沖al_g4、bl_g6和cl_g2。它可以通過使用 SaberRD中提供的接口塊將所有柵極信號從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬信號。分配給各個塊的屬性如下圖所示。

3. 選擇“Simulate”選項卡再選擇“Experiment”，運行”transient_analysis。該實驗對設(shè)計進行瞬態(tài)分析，對波形執(zhí)行必要的操作，并繪制圖形結(jié)果。

SVPWM模型為高邊柵極g1_pwm_ah、g3_pwm_bh和g5_pwm_ch，生成的數(shù)字柵極脈沖如上圖所示。

因此，擴展模型生成的模擬柵極脈沖顯示為vgs_ah、vgs_al、vgs_bh、vgs_bl、vgs_ch和vgs_cl。

線電壓va，vb，vc 在+Vs/2和-Vs/2之間變化，其中Vs（24V）是逆變器的電源電壓。通過在實驗中將線減去中性電壓va 和 vb ，我們得到如上圖所示的線對線電壓va-vb。它在 V 和 -V 之間變化。

同樣，線路電壓 vb-vc和vc-va是通過減去實驗中相應(yīng)的波形來獲得的。線路電壓有六級交流電壓。

這里看到的線電壓具有電壓階躍（Vs/2 -Vd）=11.69V，（Vs-2*Vd）=23.26V，0V、-11.69V和-23.26V基于一個完整周期中的不同開關(guān)周期。

此處使用的每個PWLD二極管會產(chǎn)生約0.31V的壓降Vd。