基于FPGA的三相电流型自然采样SPWM整流器的设计与实现

论文摘要

随着全控型变流技术的不断发展和应用领域的不断拓宽,具有高功率因数的PWM整流器在工业领域中逐渐得到普遍重视。在目前的PWM调制方法中,自然采样SPWM具有控制灵活、输出脉冲波形好、谐波含量低等优点,是一种性能优良的调制方法。传统的基于DSP的SPWM实现方法受DSP本身串行程序流工作模式的限制,是很难实时完成自然采样SPWM的计算的,这在一些特殊的应用领域限制了PWM整流器性能的提高。为此,论文提出了一种基于FPGA的自然采样SPWM实现方法,并在三相电流型整流器样机上进行了实验验证。由于FPGA具有丰富的可编程逻辑资源和I/O口,并且可以采用并行工作方式,因此控制系统具有更快的处理速度、更小的控制延时和更好的实时性,有利于PWM整流器性能的提高。仿真和实验研究都表明本文的设计是正确有效的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 电流型SPWM整流器的研究现状及发展趋势
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章三相电流型PWM 整流器的介绍
• 2.1 三相电流型PWM 整流器的拓扑结构和等效电路
• 2.2 三相电流型整流器的数学模型
• 2.3 三相CSR PWM 信号发生技术
• 2.4 三相电流型PWM 整流器直接电流控制原理
• 2.5 PI 控制器的设计
• 2.6 小结
• 第三章 SPWM 技术理论基础
• 3.1 PWM 的介绍
• 3.2 SPWM 的调制方式
• 3.3 调制波起始位置的影响
• 3.4 调制度的影响
• 3.5 SPWM 的生成方法
• 3.6 SPWM 数字化误差分析
• 3.7 小结
• 第四章 数字化三相SPWM 的软件设计
• 4.1 总体系统模块的划分
• 4.2 各模块的设计和仿真
• 4.3 小结
• 第五章 数字化电流型SPWM 整流器的硬件设计
• 5.1 系统总体结构设计
• 5.2 电源电路
• 5.3 直流电流检测与调理电路
• 5.4 A/D 采样电路
• 5.5 FPGA 芯片及外围配置电路
• 5.6 数字显示电路
• 5.7 实验验证
• 5.8 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况
• 详细摘要