基于FPGA的三角形接法的SVPWM算法的设计与实现

发布时间：2025-03-18 01:31

　　近年来,伴随着电力电子技术和功率半导体器件的飞速发展,交流变频调速技术也得到显著的提高和不断的完善。空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)从空间电压矢量的角度出发合成近似于圆形的磁链矢量来控制电机运转,具有输出波形谐波含量少、电机转矩脉冲小、直流侧电压利用率高以及更易于数字化方式实现等优点,是交流电机变频调速领域的重要技术之一。基于FPGA来实现SVPWM算法可有效提高控制系统的处理能力和适用性,因此得到人们越来越多的关注并成为研究的热点。首先,本文从交流电机的电压空间矢量和定子磁链方程出发,对SVPWM技术的基本原理进行详细的理论分析和推导。由于三角形接法和星形接法电机的空间电压矢量的相位和幅值都存在差异,所以在传统的针对星形接法电机的SVPWM技术的基础上,推导并提出一种适用于三角形接法电机的SVPWM控制算法。完成算法分析后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建含有SVPWM算法模块的磁场定向闭环控制系统,并对算法正确性进行仿真验证,同时其仿真结果可作为硬件电路系统设计和仿真验证的评判标准。由于FPGA不能直接进行三角函数、平方根等特殊函数运算,所以引入CORDIC算法来完成...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景、目的及意义
    1.2 国内外发展状况
    1.3 课题主要研究内容
第二章 SVPWM技术的原理
    2.1 变频调速基本原理
    2.2 PWM技术基本原理
    2.3 SPWM技术基本原理
    2.4 SVPWM技术基本原理
        2.4.1 空间电压矢量的定义
        2.4.2 电压矢量的合成
        2.4.3 三角形接法电机的空间电压矢量
        2.4.4 坐标变换
        2.4.5 扇区判断
        2.4.6 基本矢量作用时间计算
    2.5 矢量脉宽调制方法
    2.6 本章小结
第三章 基于Simulink的 SVPWM系统建模与仿真
    3.1 坐标变换模块
    3.2 扇区判断模块
    3.3 基本矢量作用时间计算模块及过调制处理
    3.4 PWM波生成模块
    3.5 Simulink中 SVPWM系统整体仿真
    3.6 本章小结
第四章 基于FPGA的 SVPWM系统设计
    4.1 基本算数运算器
        4.1.1 加法器
        4.1.2 乘法器
    4.2 CORDIC算法模块设计
        4.2.1 基于CORDIC算法的正余弦计算
        4.2.2 基于CORDIC算法的反正切和平方根计算
        4.2.3 正余弦计算模块设计
        4.2.4 反正切和平方根计算模块设计
    4.3 坐标变化模块
    4.4 扇区判断模块
    4.5 基本矢量作用时间计算模块
    4.6 PWM波生成模块
    4.7 死区模块
    4.8 SVPWM系统设计
    4.9 本章小结
第五章 实验结果及分析
    5.1 实验硬件平台介绍
        5.1.1 控制开发板
        5.1.2 逆变驱动板
    5.2 实验软件平台介绍
        5.2.1 仿真工具
        5.2.2 逻辑分析工具
    5.3 实验结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间科研成果



本文编号：4035786