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基于FPGA技术的三电平自然采样SPWM全数字化理论研究与实现

发布时间:2018-03-05 06:48

  本文选题:三电平逆变器 切入点:正弦脉宽调制 出处:《中国电机工程学报》2017年05期  论文类型:期刊论文


【摘要】:数字化的正弦脉宽调制,能够提高脉宽控制信号输出精度,缩短控制响应时间,增加系统安全稳定性。该文结合高压大功率中性点箝位三电平逆变电路的特点,对其自然采样正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)数字化理论进行了研究。论文构建了基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的三电平自然采样SPWM全数字化框架,并对三角载波形成、正弦调制波形成、开关状态组合配置,以及死区设置的数字化实现方法进行了研究。提出了一种基于FPGA技术的开关时间的超实时比较计算方法,该方法避免了自然采样SPWM中泰勒级数展开与收敛判断等复杂计算,相比目前数字化常用的规则采样而言,其输出波形谐波含量可以得到进一步降低。论文最后利用超高速集成电路硬件描述语言(very high speed integrated circuit hardware description language,VHDL)与FPGA芯片,对理论研究内容进行了编程实现,软件仿真与试验结果证明了该文数字化理论的正确性与可行性。
[Abstract]:Digital sinusoidal pulse width modulation can improve the output accuracy of pulse width control signal, shorten the control response time and increase the safety and stability of the system. The digitization theory of natural sampling sinusoidal pulse width modulationsSPWM is studied. In this paper, a three-level naturally sampled SPWM digital frame based on field programmable gate FPGA is constructed, and the triangular carrier is formed. The digital realization methods of sinusoidal modulation wave formation, switch state combination configuration, and dead zone setting are studied. A new super-real-time comparison method of switching time based on FPGA technology is proposed. This method avoids complex calculation such as Taylor series expansion and convergence judgment in natural sampling SPWM. The harmonic content of the output waveform can be further reduced. Finally, using very high speed integrated circuit hardware description language VHDL and FPGA chip, the theoretical research content is programmed and realized. The software simulation and experimental results prove the correctness and feasibility of the digital theory in this paper.
【作者单位】: 武汉工程大学电气信息学院;中国中煤能源集团有限公司;
【基金】:国家科技支撑计划项目(2014BAA04B01) 国家自然科学基金项目(51207117) 湖北省教育厅科学研究计划(Q20141503)~~
【分类号】:TM464

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本文编号:1569178

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