基于FPGA控制的單相PWM逆變器控制研究.pdf

1、單相恒壓恒頻逆變器能夠?qū)崿F(xiàn)電能從直流到交流的轉(zhuǎn)化，可以廣泛的應(yīng)用在電機(jī)調(diào)速，不間斷供電電源和新能源并網(wǎng)發(fā)電等廣泛的領(lǐng)域中。隨著人們對(duì)于電能質(zhì)量的要求不斷提高，我們需要對(duì)逆變器輸出波形進(jìn)行精確控制。目前數(shù)字控制器已經(jīng)取代模擬控制器，成為逆變器控制的主要實(shí)現(xiàn)手段。數(shù)字控制可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜、靈活算法來提高逆變器的性能。對(duì)單相逆變器整流負(fù)載下的輸出電壓進(jìn)行頻譜分析，可以看到里面主要是3、5、7以及9次等高次諧波。采用基波、3、5、7以及9次

2、諧振控制器便可以在這些諧振頻率處產(chǎn)生無窮大增益，從而使穩(wěn)態(tài)誤差為零。諧振控制器收斂快，魯棒性好，成為逆變器的主要控制器之一。本文中用FPGA（Field Programmable Gate Array）實(shí)現(xiàn)了多諧振數(shù)字控制器，以達(dá)到逆變器波形精確控制的目的。
　　本文中逆變器的調(diào)制和控制均由FPGA實(shí)現(xiàn)。FPGA可以重復(fù)編程，開發(fā)周期較短，而且價(jià)格不斷降低，越來越受人們的青睞。相比于微處理器，F(xiàn)PGA的引腳可以自由靈活的定義，有利

3、于工業(yè)產(chǎn)品的升級(jí)、維護(hù)和移植。FPGA中的數(shù)學(xué)運(yùn)算都是通過硬件實(shí)現(xiàn)，耗費(fèi)計(jì)算時(shí)間很短，所以能實(shí)現(xiàn)高速、實(shí)時(shí)的控制器。本設(shè)計(jì)中采用的Spartan-6芯片，可以配置MicroBlaze軟核處理器的片上系統(tǒng)，可以作為工業(yè)產(chǎn)品的鍵盤處理、實(shí)時(shí)顯示和串行通信之用。本文設(shè)計(jì)的單相逆變器系統(tǒng)可以直接應(yīng)用于UPS（不間斷電源）、離網(wǎng)型新能源（風(fēng)能、太陽能和燃料電池等）發(fā)電中去。論文中的實(shí)驗(yàn)主要是按照UPS應(yīng)用的需要而設(shè)計(jì)的。電阻性負(fù)載和非線性負(fù)載下的