基于FPGA的三電平逆變器矢量控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電力電子技術(shù)和微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，交流變頻控制技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。但是在中高壓大功率的場(chǎng)合，交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用局限于電力電子器件的耐壓等級(jí)和耐受電流。并且由于FPGA器件的快速發(fā)展，使得單獨(dú)采用FPGA完成復(fù)雜的控制算法得以實(shí)現(xiàn)，并且FPGA具有處理速度高、可靠性好、可重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。本文在基于FPGA的三電平逆變器的矢量控制系統(tǒng)上進(jìn)行的研究與設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。
　　本文以二極管箝位式三

2、電平逆變器為基礎(chǔ)來研究異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制。采用FPGA設(shè)計(jì)了一套異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng)。首先，深入分析了二極管箝位式三電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，介紹了異步電動(dòng)機(jī)在三相靜止、兩相靜止和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型以及矢量控制的基本思想和基本的PWM算法研究。其次，在分析傳統(tǒng)理想的SPWM和加入死區(qū)的SPWM的基礎(chǔ)上，提出了SPWM無死區(qū)調(diào)制方法，消除了死區(qū)效應(yīng)對(duì)輸出波形的影響，提高了逆變器的輸出精度及母線電壓利用率。然后提出了一種改進(jìn)型

3、的三電平SVPWM算法，并分析了死區(qū)對(duì)SVPWM的影響，提出了SVPWM無死區(qū)的調(diào)制方法，通過仿真分析驗(yàn)證了無死區(qū)SPWM和無死區(qū)SVPWM方法的正確性。
　　最后在Matlab/Simulink中搭建了矢量控制系統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果表明控制系統(tǒng)具有很好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)精度。并完成了以EP4CE10E22C8為核心的控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行空載和負(fù)載突變的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能，證明了系統(tǒng)具