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實現(xiàn)電能從直流到交流的轉化，可以廣泛的應用在電機調(diào)速，不間斷供電電源和新能源并網(wǎng)發(fā)電等廣泛的領域中。隨著人們對于電能質量的要求不斷提高，我們需要對逆變器輸出波形進行精確控制。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現(xiàn)手段。數(shù)字控制可以輕松實現(xiàn)各種復雜、靈活算法來提高逆變器的性能。對單相逆變器整流負載下的輸出電壓進行頻譜分析，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）實現(xiàn)了多諧振數(shù)字控制器，以達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實現(xiàn)。FPGA可以重復編程，開發(fā)周期較短，而且價格不斷降低，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、維護和移植。FPGA中的數(shù)學運算都是通過硬件實現(xiàn)，耗費計算時間很短，所以能實現(xiàn)高速、實時的控制器。本設計中采用的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、實時顯示和串行通信之用。本文設計的單相逆變器系統(tǒng)可以直接應用于UPS（不間斷電源）、離網(wǎng)型新能源（風能、太陽能和燃料電池等）發(fā)電中去。論文中的實驗主要是按照UPS應用的需要而設計的。電阻性負載和非線性負載下的