基于fpga的数字式控制变频器的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于FPGA的数字式控制变频器的研究姓名：张丽芝申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：王森章20050101上海交通大学硕士学位论文基于FPGA的数字式控制变频器的研究摘要目前在交流电动机调速系统中多采用电压型PWM变频器它先将电源提供的交流电通过整流器变成直流再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流电变频的同时也必须协调地改变电动机的供电电压即实现同时变压变频(VVVF)随着计算机技术的发展使得以FPGA为核心的交流电机全数字化控制系统性能不断提高FPGA可用于逆变器PWM脉冲信号的产生各种反馈信号的处理多种计算和控制功能以及故障保

2、护和诊断具有精度高速度快存储量大和逻辑判断功能等特点改善了系统的可靠性降低了控制器硬件的成本本文主要研究了三相电压型逆变器数字控制技术的控制策略及实现方法文中首先对交流电机控制系统的发展及交流电机数字控制系统的特点作了简要介绍本文在讨论逆变器控制理论和控制电路的基础上设计了新型的基于FPGA的RAM存储的SPWM电路以及给予实现电路的MATLAB仿真分析了等面积算法和准最优下SPWM波的谐波含量并对两种方法进行了比较在此基础上编制了脉宽波分析程序并在MATLAB环境下对系统进行了的仿真给出了仿真的结果及分析在硬件电路的设计中考虑到数据存储量时根据正弦波的对称性从而减少数据

3、存储量减小硬件的开销仿真结果表明:本人提出的控制策略在HIPWM下控制效果好基于FPGA的三相电压型逆变器数字控统的可靠性给系统软硬件设计带来极大的方便缩短了开发周期关键词SPWM逆变技术数字控制技术电压型逆变器FPGAi上海交通大学硕士学位论文ResearchonDigitalConverterBasedonFPGAABSTRACTNowadays,thevoltagesourcePWMconverterisadoptedinvariablefrequencyspeedregulatingsystemoftheACmotor.Atfirst,theconvertertu

4、rnsthealternatingcurrentintodirectcurrentbyrectifier,andthenturnsthedirectcurrentintoalternatingcurrentinwhichfrequencycanbeadjustedbyinverter.AtthesametimewhilethepowersupplyvoltagetotheACmotoristobevariedharmoniously,thevariablevoltageandvariablefrequency(VVVF)areaccomplished.Withthedev

5、elopmentofthecomputertechnology,theperformanceisimprovedinthefulldigitalcontrolsystemoftheACmotorusingtheFPGA.TheFPGAcanbeusedtogeneratethePWMsignals,toprocessvariousfeedbacksignals,tohavemanycalculationandcontrolfunctions,aswellasfaultprotectionsanddiagnosisfunctions.Withexcellentaccurac

6、y,highspeed,numerousmemoryandlogicaljudgementfunctions,itcanimprovethesystem'sreliabilityandlowerthecontrolsystemhardware'scost.Thethesismainlystudiesthecontrolstrategyandtherealizedmethodsofthedigitalcontroltechnologyinthethree-phasevoltagesourceinverter.Followingthebriefintroductionmade

7、forthedevelopmentofACmotor'scontrolsystemandthecharacterofACmotor'sdigitalcontrolsystemthebasicprincipleofthevariablefrequencyspeedregulatingisintroducedbriefly.OnthebasesofdetailingthecontroltheoryandcircuitofDC-ACconverter,thispaperintroducesthedigitalSPWMconverte