SVPWM算法的FPGA實現(xiàn)
????IS200DTAIH1ACC雙PWM型變流器采用電壓SVPWM方法控制其開關(guān)器件的通斷。與SPWM相比，SVPWM具有諧波抑制效果好、響應(yīng)快速、電壓利用率高、電流波形畸變小、轉(zhuǎn)矩脈動低等優(yōu)點，已在電機(jī)驅(qū)動方面得到了廣泛應(yīng)用。在此主要闡述FPGA軟件設(shè)計中SVPWM算法的實現(xiàn)，如圖6所示。

??? IS200DTAIH1ACC整個算法采用頂層文件設(shè)計方式，使用Verilog HDL語言編寫。通過A／D控制模塊控制ADS8364芯片進(jìn)行采樣，采樣得到的電壓、電流分別進(jìn)入Clarke變換模塊和三相鎖相環(huán)模塊。DSP通過PI調(diào)節(jié)器輸出的ud，uq，經(jīng)過Park變換后得到uα，uβ，并送入SVPWM模塊，進(jìn)行扇區(qū)判斷與矢量作用時間計算。由于調(diào)制過程可能出現(xiàn)過調(diào)制現(xiàn)象導(dǎo)致輸出電壓波形出現(xiàn)失真，因此加入采用比例縮小算法的過調(diào)制模塊，信號經(jīng)過調(diào)制后即可進(jìn)入比較模塊與三角波進(jìn)行比較輸出PWM波形，為防止上、下橋臂出現(xiàn)直通，加入死區(qū)控制模塊，死區(qū)時間由DSP控制；PWM脈沖分配模塊設(shè)置了死區(qū)時間的PWM輸出與保護(hù)信號進(jìn)行邏輯計算，保證在出現(xiàn)故障及過流時能及時封鎖脈沖，保護(hù)逆變器。

6 實驗驗證
????2 MW雙饋變流器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，交流電網(wǎng)電壓等級為690 V，額定中間直流電壓為1．1 kV，網(wǎng)側(cè)變流器額定容量670 kVA，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器額定容量960 kVA。圖7示出直流電壓Udr；電網(wǎng)電壓、電流ug，ig；定子電流、電壓is，us實驗波形。

??? 測試了滿載時的電流諧波畸變率(THD)，此時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速1755 r·min-1，系統(tǒng)功率達(dá)2 150 kW，轉(zhuǎn)矩T=11 698 N·m，三相電流中最大的THD=2．94％，小于國標(biāo)的5％。
??? 圖7a為定子并網(wǎng)后的波形，可見，并網(wǎng)后定子電流正弦度很高，說明該系統(tǒng)具有良好的并網(wǎng)特性，且并網(wǎng)對電網(wǎng)沖擊??；由圖7b可見，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1 200 r·min-1，功率為200 kW，此時發(fā)電機(jī)處于亞同步運行狀態(tài)，可見該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)特性；圖7c顯示了變流器在超同步狀態(tài)下，即1755 r·min-1時網(wǎng)側(cè)輸出感性無功功率，無功電流達(dá)到580 A，功率因數(shù)為0．949。

7 結(jié)論
???IS200DTAIH1ACC?通過自主研發(fā)的2 MW雙饋式變流器控制系統(tǒng)獲得了良好的并網(wǎng)波形以及穩(wěn)態(tài)后的電壓和電流波形，證實了網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制策略的可行性。目前該系統(tǒng)已經(jīng)完成了整機(jī)測試，并在風(fēng)場進(jìn)行了試運行，受到一致好評。

ABB 3BHE032285R0102

ABB 3BHB032608R0001

EMERSON PR6423/003-131+CON041

EATON XVS-440-10MPI-1-1U

ABB PPB022DE01 HIEE300867R0001

ABB DSSA165

ABB DSSB140

ABB DSTC190

ABB DSTA131

ABB PFTL101A? 2.0kN 3BSE004172R1

GE EPSCPE100-ABAE

SCHNEIDER SH100/30060/3/1/00/20/00/20

GE URSHA

GE IS200DAMCG1A

GE IS200DAMDG1A

GE IS215ACLEH1B

ABB UCD240A

PROSOFT MVI56E-MCMR

PROSOFT MVI56-MNET

PROSOFT ILX34-MBS485

HIMA F3237

WOODWARD 5466-1035

HONEYWELL CC-GAIX21

GE IS230TNDSH2A

PROSOFT MVI56E-MCM

BENTLY 3500/42 125672-02

ABB KUD181A01? 3BHE013431R0001

SCHNEIDER SH31003P02A2000

SCHNEIDER SH055/80013/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH070/60030/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH100/30100/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH100/40060/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH140/30200/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH140/30270/0/0/00/00/00/11/00

KOLLMORGEN DBL4-N00750-0R2-000-S40

GE F650BFBF1G0HI

ABB XVC769AE101? ?3BHE006373R0101

HONEYWELL 8C-PCNT02

HONEYWELL FE-USI-0002

HONEYWELL CC-PAIH01

REXROTH MHD115C-058-NG1-AN

PROSOFT PLX32-EIP-MBTCP

ABB XVC767AE105 3BHB007209R0105

ABB UBC717BE101 3BHE021887R0101

KOLLMORGEN AKM32D-ANCNR-00

PROSOFT 5102-MCM3-101S

ABB PP877 3BSE069272R2

NI PCIE-6612

PROSOFT MVI56E-MNET