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根据DSP和FPGA的三电平逆变器快速操控办法

目前,随着电力电子技术的发展,高压大容量电力电子变换技术应用越来越广泛,有进一步延伸为我国新的生产力和经济增长点的趋势,其发展前景与计算机信

现在,跟着电力电子技能的开展,高压大容量电力电子改换技能使用越来越广泛,有进一步延伸为我国新的生产力和经济增长点的趋势,其开展前景与核算机信息产业等职业齐头并进” 。为了满意高压大功率的要求,在改换器中常用的有器材串并联,但器材的串并联会带来开关器材的均压、均流等一系列问题。20世纪80年代以来,多电平改换器拓扑的提出,无疑是一种处理这些问题的好办法。它是一种经过改善改换器自身拓扑结构来完成高压大功率输出的新式改换器,它无需升降压改换器和均压电路;一起,因为输出电压电平数的添加,使得输出波形更挨近调制波,降低了输出电压的畸变,减少了输出电压谐波。

本研讨以二极管箝位型三电平逆变器拓扑为例,剖析其操控战略,并选用“DSP+FPGA”结合来完成三电平逆变器的快速操控。

1 SVPWM 操控战略

二极管箝位型三电平逆变器的主电路拓扑如图1所示。S1和S3,S2和S4 的驱动信号彻底互补。因而,每一相有3种输出开关状况,假定输出的三个电平从高到低依次为“2”、“1”和0’,2’表明正电平,“1,’表明零电平,“0”表明负电平。

SVPWM以其输出电压利用率高 ,中点电压平衡易于操控等优势,现在得到了广泛使用。由图1可知,因为每相有3种输出状况,因而三相三电平逆变器有27种开关状况,有用开关状况有19种,即19种电压矢量。本研讨算法的实质是把给定参阅矢量由三维参阅系转化成(g,h)参阅系 :

在转化的(g,h)参阅系中,三电平逆变器的开关状况矢量如图2所示。


因为在(g,h)坐标系中的坐标都选用截尾法处理,一切开关状况矢量只要整数坐标。一切开关矢量都用整数坐标表明对错常有利的,因而,能够很简单求得最挨近参阅矢量的4个根本矢量坐标:


这些矢量的坐标组组成参阅矢量坐标的整数值。矢量下标U代表其间的变量向上取整, 代表向下取整。

V ul 和V lu 始终是组成参阅矢量的两个根本矢量。第3个矢量由下面核算公式的正负号决议:

最终一步是把求得的(g,h)两维坐标转化成开关状况的三维坐标:


像(1,0)这种小矢量坐标,能够转化成2种开关状况(1,0,0)和(2,1,1),这个是小矢量的2种状况。能够经过输入电容充放电平衡操控来挑选最合适的小矢量,它是由根据每个电容的电压值和负载电流方历来决议的。

2 DSPFPGA功用

本研讨选用的“DSP+FPGA”是完成多电平试验渠道的一种计划,能够快速便利地完成PWM 的输出,并且选用逻辑运算更便利。


三电平逆变器的系统操控框图如图3所示。图3中,DSP功用采样电压电流信号后,把它们从停止的三相坐标(abc)转化成旋转三相坐标(dqo),并与给定参阅值比较以得到差值。这个差值信号在PI调节器环节中补偿后,由补偿后的三相坐标(dqo)转化成参阅三相坐标(abc),并组成参阅矢量。再由空间矢量调制办法核算得到组成参阅矢量的开关状况,并核算得到相应的矢量占空比,接着求出每个矢量的时刻距离,最终把相应的组成参阅矢量的根本矢量和时刻距离传送到FPGA。

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