一种三电平逆变器的控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种三电平逆变器的控制系统，它含有三电平电压源逆变器(NPC)，其特征在于它还含有：现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)；其中，现场可编程门阵列(FPGA)接收数字信号处理器(DSP)发送的控制电压指令后产生三电平电压源逆变器(NPC)的控制信号；直流偏置和死区补偿都在FPGA中实现。本发明同时公开了一种三电平逆变器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)数字信号处理器(DSP)发送用于控制三电平逆变器的三相参考电压的空间电压矢量幅值m和幅角θ；(2)现场可编程门阵列(FPGA)接收DSP发送的空间电压矢量幅值m和幅角θ，产生信号Vca、Vcb、Vcc，Vca＝m*cosθ、Vcb＝m*cos(θ-120°)、Vcc＝m*cos(θ+120°)，再经过直流偏置和死区补偿技术处理后产生三相电压调制信号Vca^**、Vcb^**、Vcc^**；(3)最后分别和正三角波、负三角波比较产生控制脉冲；直流偏置和死区补偿都在FPGA中实现。本发明克服了现有空间矢量脉宽调制法(SVPWM)，特定谐波消除法(SHE-PWM)技术的不足，提供了一种快速性好、控制简单、实用的三电平逆变器的控制系统及方法。

主权项

1、一种三电平逆变器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)数字信号处理器(DSP)发送用于控制三电平逆变器的三相参考电压的空间电压矢量幅值m和幅角θ；(2)现场可编程门阵列(FPGA)接收数字信号处理器(DSP)发送的空间电压矢量幅值m和幅角θ，产生三相电压调制信号Vca、Vcb、Vcc，Vca＝m*cosθ、Vcb＝m*cos(θ-120°)、Vcc＝m*cos(θ+120°)；(3)再分别和正三角波、负三角波比较产生控制脉冲；所述数字信号处理器(DSP)用于事务处理和一些保护工作；现场可编程门阵列(FPGA)用于产生中点箝位三电平电压源逆变器(NPC)的控制信号，直流偏置和死区补偿都在FPGA中实现；所述的直流偏置技术是，当m小于0.2时，即Vca、Vcb、Vcc同时加0.5，下一个控制周期都减0.5，再下一控制周期都加0.5，如此循环，能解决m小于0.2时的窄脉冲问题；所述的死区补偿是：相电流i>0时每相四个功率管控制信号：GS1：调制信号直接和正三角波比较；GS3：调制信号加上Xd后和正三角波比较，得到结果再取反；GS2：调制信号直接和负三角波比较；GS4：调制信号加上Xd后和负三角波比较，得到结果再取反；i<0时每相四个功率管控制信号：GS1：调制信号减去Xd后和正三角波比较；GS3：调制信号直接和正三角波比较，得到结果再取反；GS2：调制信号减去Xd后和负三角波比较；GS4：调制信号直接和负三角波比较，得到结果再取反；上述三角波幅值为1，周期为Ts，Xd＝2td/Ts，td代表死区时间。