基于FPGA的NPC三电平VSI系统设计和SVPWM算法研究

近年来，多电平逆变器，包括三电平逆变器，在DC／AC、交流电机调速等领域得到广泛应用。相对传统的两电平变流器，三电平逆变器具有很多优点：单管耐压相对提高；开关损耗降低；电磁干扰减小；功率因素提高等。但同时也应该看到限制多电平逆变器发展的诸多因素：随着电平数的增加，计算量呈几何级数增加；中点电压治理困难；新出现的理论算法在实验室内验证困难等。 随着逆变器电平数量增加，逆变器的空间矢量调制算法(SVPWM)也就越来越复杂。本文在研究两电平逆变器与三电平逆变器之间SVPWM本质的基础上，提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法。三电平空间矢量控制中分区算法可由两电平矢量作用时间的计算结果获得，并且这两种逆变器的矢量作用时间可以通过一个线性矩阵转换。 为了验证该算法的正确性，我们设计了一款基于FPGA和嵌入式计算机的控制平台，从实验室运行的结果可以看出，该算法是正确的，同时也验证了该控制平台所使用的控制策略的正确性。