3.5.3PWM脉冲发生器（PWMGenerator）

1.PWM脉冲发生器模型功能

根据自动控制系统理论，正弦波脉宽调制是通信系统的调制技术在交流变频中的应用，其原理是以正弦波为调制波、以三角波为载波，将两者进行比较，在其交点处产生脉冲的前后沿，以形成与正弦波等效的等幅矩形脉冲序列SPWM波（这是以下要介绍的调制信号内部生成方式）。基于此原理的是采用脉宽调制脉冲发生器（PWM Generator）模块实现交流变频调速。

还有一种以直流电压为控制信号、以三角波为载波（MATLAB系统的概念），将两者进行比较，在其交点处产生脉冲的前后沿，以形成幅值上正下负的等幅矩形脉冲序列PWM波（这是以下要介绍的外部调制信号方式）。基于此原理的也要采用脉宽调制脉冲发生器（PWM Generator）模块而实现直流脉宽调速。

该模型产生的脉冲可触发单相半桥、单相全桥、三相桥式等构成的可控整流桥与逆变桥中的全控型器件MOSFET、GTO、IGBT等，并且还可以提供用于双三相桥式电路驱动的12脉冲。

2.PWM脉冲发生器模型

PWM脉冲发生器的模型图标如图3-47所示。请注意，在创建仿真模型图时，无论选择内部生成还是外部输入调制信号（参见以下PWM模型参数设置），图标左端的输入信号标记Signal（s）均保持不变。另外，图标右端的输出信号标记，对应着发生器的不同工作模式产生的不同脉冲路数。

图3-47　PWM脉冲发生器模型图标

现以变换器由IGBT器件构成为例，来说明PWM脉冲发生器输出脉冲的使用。

1）选择单桥臂时，其输出脉冲与对应的触发桥如图3-48所示。

2）选择双桥臂时，其输出脉冲与对应的触发桥如图3-49所示。

图3-48 触发单相半桥时的输出脉冲

图3-49 触发单相全桥时的输出脉冲

3）选择三桥臂时，其输出脉冲与对应的触发桥如图3-50所示。

4）选择双三桥臂时，其输出脉冲与对应的触发桥如图3-51所示。(www.xing528.com)

3.PWM脉冲发生器模型参数及其设置

在模型结构图中，当双击图3-47所示图标时，则弹出PWM脉冲发生器模型参数设置对话框，如图3-52所示。

图3-50 触发三相桥时的输出脉冲

图3-51 触发双三相桥时的输出脉冲

图3-52　PWM脉冲发生器模型参数设置对话框

“Generator Mode”：发生器工作模式，用于选择产生的脉冲路数，以适应所触发的桥臂数，可供选择的有单桥臂（1-arm bridge，2 pulses）、双桥臂（2-arm bridge，4 pulses）、三桥臂（3-arm bridge，6 pulses）、双三桥臂（Double 3-arm bridges，12 pulses）。

“Carrier frequency（Hz）”：载波频率（Hz），用于设置三角载波信号的频率。

“Internal generation of modulating signal”：调制信号内部生成方式，当勾选此复选框时，内部生成正弦调制信号，此时必构成SPWM调制方式；否则，必须使用外部信号作为调制信号。

已经说明，当使用外部信号作为调制信号时，既可以是直流控制信号，也可是正弦波交流控制信号。在PWM直流脉宽调速仿真时采用直流控制信号，三角波载波的高度参数在PWM Generator模块里是可设置的，直流控制信号的大小应不大于三角波载波的高度以便能生成确切的交点。

在用交流正弦波作为外部调制信号的情况下，当PWM Generator模块被用于触发单相单桥（一桥臂）、单相全桥（二桥臂）变流器时，模块Signal（s）端应输入单相正弦信号；当模块被用于触发单个或两个三相变换器（三桥臂）时，模块Signal（s）端应输入三相正弦信号。

“Modulation index（0<m<1）”：调制度。根据自动控制理论，调制度m=U_rm/U_tm，式中，U_rm与U_tm分别为正弦调制波参考信号与三角载波的峰值。当改变m时，即可控制输出电压的幅值。需要指出的是，只有在内部生成调制信号时，设置m才有效。

“Frequency of output voltage（Hz）”：输出电压频率（Hz），也是设置正弦调制波的频率。同样只有在内部生成调制信号时才有效。

“Phase of output voltage（degrees）”：输出电压相角（°），用于设置正弦调制波的相角，以控制输出电压的相位。也是只有在内部生成调制信号时才有效。