基于DSP和FPGA的三電平逆變器快速控制方法

FPGA的功能如圖4所示。這些功能在FPGA硬件平臺上都可以通過簡單的編程快速實現(xiàn)。尤其是FPGA編程具有很多的優(yōu)勢：工作可靠、編程簡單、容易實現(xiàn)、工作頻率高、程序運行時問短、占用資源少等。

3 仿真和實驗驗證

本研究在三電平變換器實驗平臺上進行了并網(wǎng)實驗，裝置的并網(wǎng)實驗波形如圖5所示，分別為并網(wǎng)實驗的相電壓波形和相電流波形，電壓波形THD=2.449% ，電流波形THD=3.439% 。從圖5中可以看出，三電平實驗波形的THD較小，極大地改善了電網(wǎng)質量。同時采用“DSP+FPGA”結合的方法，提高了資源的利用率，可以節(jié)省更多的DSP資源來進行并網(wǎng)實驗的控制。在本研究三電平逆變器實驗系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)中DSP板采用Texas Instruments 320I F2407最小系統(tǒng)板，作為并網(wǎng)實驗的核心控制資源，F(xiàn)PGA板選用Xilinx Spartan 3E開發(fā)板做為輔助功能，以提高DSP的資源利用率。

同時，本研究通過Matlab軟件仿真和實驗結果對比來驗證該控制策略的可行性以及準確性。驅動信號和線電壓波形的仿真結果和實驗結果如圖6 圖7所示。

通過對上述圖6、圖7中所示的驅動信號和線電壓波形的仿真和實驗結果做比較后，得到的實驗結果和軟件仿真是一致的，同時驗證了該控制方法的正確性。圖6中，波形采樣點是n，b兩相的驅動波形。圖7中，波形中采樣點分別是濾波前的線電壓波形和濾波后的線電壓波形。

4 結束語

本研究所實現(xiàn)的是DSP和FPGA的三電平變換器并網(wǎng)實驗，實驗中所采用的空間矢量控制方法簡單易行，不但相應地最大化利用了軟件資源，而且控制方法快速可靠。研究結果表明，這種控制方法適合于任意電平的控制，可節(jié)省大量資源，并可以實現(xiàn)更多功能。