基于FPGA的三电平变换器SVPWM调制方法的实现.pdf

《基于FPGA的三电平变换器SVPWM调制方法的实现.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电气传动《自动化技术与应用)2016年第35卷第4期基于FPGA的三电平变换器SVPWM调制方法的实现★刘海舰一，丁佩剑一．许恩泽一，胡亮，(1．许继集团有限公司，河南许昌461000；2．许继电气股份有限公司，河南许昌461000)摘要：本文在研究二极管箝位型三电平NPC变换器拓扑结构的基础上，搭建三电平变换器控制系统的样机试验平台，针对60。坐标系下的SVPWM调制算法的数学模型，提出了一种基于FPGA硬件实现的SVPWM调制方案，最后通过实验验证了此调制方案的可行性和有效陛。关键词：三电平变换器；SVP

2、WM；FPGA；中图分类号：TM933文献标识码：B文章编号：1003-7241(2016)04-0071-04lmplementationofThree．LevelInverterSVPWMModulationMethodBasedontheFPGALIUHai-jian，DINGPei-jian，XUEn．ze，HULiang(1．XujiGroupCorporation，Xuchang461000China；2．XJElectricCo．，Ltd．，Xuchang461000China)Abstract

3、：Thepaperisbasedonthediodeclamptypeofthree—levelNPCinveaertopology,thensetsupthehardwareplatformforthethree—levelinveaercontrolsystem．ThemathematicalmodelofSVPWMmodulmionalgorithmisbasedon60。coordinatesystem，thenproposesonemethodbasedonhardwareofFPGAtomodul

4、atetheSVPWMpulse．Finally,experimentalresultsverifythefeasibilityandvalidityofthemodulationscheme．Keywords：Three—levelconve~er；SVPWM；FPGA1引言出基于FPGA硬件实现SVPWM调制算法的控制方案，二极管箝位型三电平NPC变换器的拓扑结构，作产生多路PWM波形。最后通过试验验证了此方案的可为目前研究和应用最为成熟的多电平变换器拓扑结构之行性和有效性。一u】，相对于两电平变换器的拓

5、扑结构，三电平变换器由于具有输出电能质量高、电压谐波量小、转矩脉动小、2三电平PWM变换器的原理开关器件承受应力小等优点得到了广泛关注，并应用于2．1三电平PWM变换器的数学模型中高压交流变频调速、电力系统有源滤波与无功补偿、以三相三电平PWM变换器的NPC拓扑结构为例，柔性输配电等领域[2-4]。其数学模型可以等效为三相电压型PWM整流器，如图1本文在研究NPC三电平变换器T型拓扑结构特点所示，在三相静止坐标系下，其数学模型可等效表示为：的基础上，根据三电平PWM变换器等效电路的数学模￡堕=Usa—iaR—

6、uca型，对三电平SVPWM调制算法的实现进行研究，并提￡堕·基金项目：国zzzPsgiolePfrp家电网公司2014年科技项目“基于三电平技术的高压dt=一一(1)大容量海上风电变流关键技术研究”￡堕=us～icR—ucc收稿日期：2015-09-07dt《自动化技术与应用2016年第35卷第4期电气传动ElectncaIDrives其中，L、R为等效阻抗；u。为电机电压；u为均为整数，故对于任意的空间参考电压矢量U，距离PWM变换器的交流侧电压。最近的4个基本矢量，可由其在60。坐标系下的坐标向上和向下

7、取整得到。在图2中，参考电压矢量U对应的4个基本矢量为：U女l=r=[0N~LB：：[[jrrg1_[_0=昭柏r=[_I1图1三电平PWM变换器的等效电路式中：U、增分别为U向上和向下取整，其2．2三电平SVPWM变换器的算法它同理；UBL、ULB、UBB、ULL分别为Uref在60。坐标三电平拓扑结构主回路中，每相桥臂均可输出三种系中坐标向上取整和向下取整得到的基本矢量。电平状态，因此可以推出所有桥臂总共有27组不同的U、U。必为参考矢量U最近的2个基本矢开关状态，即三电平变换器的合成输出电压矢量状态共量

8、，第3个最近的矢量与参考电压矢量U位于对角线有27组，从空间矢量合成角度来看，实际有效电压矢UBL-ULB(矢量UHL与U端点的连线)的同一侧，该量有l9组，在60。坐标系下(g-h坐标系)，三电平变对角线在60。坐标系下的方程为：换器输出的基本空间电压矢量在0【一D坐标平面下的矢g+h=UB+UBLh(4)量分布如图2所示。式中，U、UBLh分别为U在g、h轴上的投影。根据表达式U+Urh-(UB