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基于FPGA的三相逆變器控制的設(shè)計與實現(xiàn)

發(fā)布時間:2017-12-21 00:15

  本文關(guān)鍵詞:基于FPGA的三相逆變器控制的設(shè)計與實現(xiàn) 出處:《電子科技大學》2016年碩士論文 論文類型:學位論文


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【摘要】:傳統(tǒng)基于DSP(數(shù)字信號處理器)的逆變器控制的設(shè)計雖然在計算的復雜度和軟件的靈活性上具有一定的優(yōu)勢,但是由于基于DSP設(shè)計的控制器的程序為順序化運行從而導致逆變器控制算法在計算速度上受到很大的限制,當頻率超過兆赫茲時DSP只能進行相對簡單的數(shù)據(jù)運算,而且開發(fā)周期較長。而基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣的逆變器控制的設(shè)計雖然在編寫程序的靈活性上不如基于DSP逆變器的設(shè)計,但由于FPGA的并行特點使其非常適合應用于高工作頻率下,從而在速度上占據(jù)很大的優(yōu)勢,而且開發(fā)周期短。本文基于FPGA設(shè)計控制器主要包括以下幾個方面:首先,本文根據(jù)三相逆變器的基本原理和逆變器的工作模式設(shè)計了三相逆變器的模塊化控制框圖,并根據(jù)FPGA的控制過程將逆變器控制的設(shè)計按功能分為AD采樣模塊、三相鎖相環(huán)控制模塊、PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制模塊、電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制模塊四個部分。然后,由于本文對三相逆變器的控制主要是對其電壓、電流進行控制,因此,電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制模塊為實現(xiàn)三相逆變器控制的設(shè)計核心。為實現(xiàn)電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制,需要對三相逆變器進行數(shù)學建模,然后對電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)控制系統(tǒng)進行設(shè)計;由于電壓外環(huán)中的輸入電壓需要將主電路中網(wǎng)側(cè)電壓值進行轉(zhuǎn)化才能使用,因此,需要三相鎖相環(huán)模塊對網(wǎng)側(cè)電壓進行處理,并獲取電網(wǎng)電壓的相位信息,用于實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)有功功率和無功功率的控制;電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)控制模塊和三相鎖相環(huán)的實現(xiàn)需要數(shù)字化的主電路電壓、電流值,因此需要AD采樣模塊將主電路中采集到的各電壓、電流值進行數(shù)字化處理,并對采樣模塊的外圍電路進行設(shè)計;逆變器中的開關(guān)管的通斷直接決定著逆變器的輸出電壓、電流值,所以需要PWM波控制模塊對其進行控制,通過SVPWM波控制的設(shè)計完成對開關(guān)管的通斷控制。最后,在原來的基于DSP的三相逆變器平臺上完成FPGA的控制實驗,并將實驗結(jié)果與原來的DSP控制的實驗結(jié)果進行比較。
【學位授予單位】:電子科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TM464

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本文編號:1313945

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