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DSP及FPGA的交直交Fairchild變頻器研究
點擊次數(shù):829 更新時間:2016-12-01

DSP及FPGA的交直交Fairchild變頻器研究
高壓變頻調(diào)速技術(shù)是電力電子行業(yè)一個重要的技術(shù)要點,涉及到大功率交流電動機的節(jié)能和負載調(diào)速。高壓Fairchild變頻器與低壓Fairchild變頻器不用,高壓Fairchild變頻器沒有成熟一致的拓撲結(jié)構(gòu)。

DSP及FPGA的交直交Fairchild變頻器研究               目前,高壓Fairchild變頻器可以分為二極管鉗位型、電容鉗位型和單元級聯(lián)型三種主要結(jié)構(gòu)形式。單元級聯(lián)型有著輸入側(cè)對電網(wǎng)污染?。惠敵鲭妷航咏也?,不需要輸出濾波器;結(jié)構(gòu)簡單,易模塊化設(shè)計;控制方法易于實現(xiàn)等優(yōu)點,所以以單元級聯(lián)型高壓Fairchild變頻器作為研究對象展開課題研究。 綜述了高壓Fairchild變頻器的發(fā)展現(xiàn)狀和研究方向,分別對拓撲結(jié)構(gòu)、控制技術(shù)和電力電子器件三大方向的研究進行了介紹,并對目前常用的H橋級聯(lián)型高壓Fairchild變頻器做了詳細的介紹和研究。載波相移PWM調(diào)制技術(shù)能夠在低開關(guān)頻率的情況下實現(xiàn)較高等效開關(guān)頻率的效果,通過低次諧波的相互抵消提高等效開關(guān)頻率,具有良好的諧波特性,因此采用了此調(diào)制技術(shù),并給出了MATLAB的仿真和仿真結(jié)果,仿真的結(jié)果驗證了載波相移調(diào)制方式的可行性和理論分析的正確性。還對電機的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制技術(shù)進行了研究和仿真,可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制。由于H橋級聯(lián)型高壓Fairchild變頻器的功率器件數(shù)量大,需要足夠多的PWM觸發(fā)脈沖來驅(qū)動,常用的單一芯片控制的方式不能滿足對PWM脈沖的要求。把高壓Fairchild變頻器控制系統(tǒng)分為了主控CPU模塊、脈沖控制模塊和功率器件驅(qū)動模塊三個部分來研究,設(shè)計了一種以數(shù)字信號處理DSP、可編程邏輯器件FPGA和復雜可編程邏輯器件CPLD為核心的Fairchild變頻器控制系統(tǒng),以DSP為控制核心,用FPGA和CPLD作為輔助芯片產(chǎn)生多路PWM觸發(fā)脈沖,并對三種芯片在主控CPU模塊、脈沖控制模塊和功率器件驅(qū)動模塊中的硬件和軟件設(shè)計進行了介紹。同時,中應(yīng)用的基于載波相移SPWM對電機進行的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制方式進行了MATLAB仿真驗證,結(jié)果證明了該方法的可行性和正確性。

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