CPLD在中压变频器脉冲分配电路的应用

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中文摘要：由于PWM变换器具有功率因数高、可同时实现变频变压及抑制谐波的特点，因此在交流传动及其它能量转换系统中得到广泛应用。最常用的一种PWM技术SPWM，这种PWM的脉冲宽度按正弦规律变化，可以有效的抑制低次谐波，使电机工作在近似正弦的交变电压下，转矩脉冲小，大大的扩展了交流电机的调速范围。本文在阐述并分析了单元串联中压变频器两种载波移相PWM调制方法(水平移相和垂直移相)的基础上，分析了它们的优缺点。它们虽然能输出多电平电压波形，波形接近于正弦波，且能够减少谐波污染，降低对电网和电机的冲击，但却存在各自的缺点：(1)垂直移相：当调制度较小时，单元间出力不同，还需要动态分配各功率单元的输出功率；(2)水平移相：当三角波之间的距离非常远时，采样精度大大降低，达不到要求。本文正是基于上述缺点，在着力解决水平移相和垂直移相PWM的缺点的基础上，提出了基于CPLD的矢量旋转法产生多路SPWM的理论，该方法不但继承了水平移相和垂直移相的优点，而且具有运算简便、输出波形完美，系统响应速度快、可靠性强等优点。本文主要论述了以下几方面内容： (1)详细阐述了单元串联中压变频器两种载波移相的PWM调制方法，分析了各自的优劣，并对载波水平移相和垂直移相PWM调制进行了仿真，分析了在不同调制度下的输出波形。仿真和系统实验表明，载波水平移相和垂直水平移相PWM调制可以提高等效开关频率，使输出波形电平数增加，减小谐波，改善输出波形。但是由于有各自的缺点，所以本文提出了采用矢量旋转法解决中压变频器多路SPWM的产生方法，并给出了详细的理论分析。 (2)采用光纤通信，能很好的解决光电隔离，并提高了系统的抗干扰能力。在信号传输中减少了误码率，提高了信号传输的准确率。 (3)系统中采用了CPLD芯片进行系统设计，并采用了VHDL语言进行了编程。CPLD的强大功能使其能很好的把主控芯片(DSP)计算出的脉宽准确的分配到系统内部各单元控制器中，叠加出系统所需要的接近于正弦的波形，减少了谐波的污染。最后，给出了系统仿真和实验。仿真和试验表明，本控制器软硬件设计合理，控制方法正确、可行，系统运行可靠、平稳。

作者：

崔晶

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关键词：

中压变频器脉冲配电路污染叠加单元控制器分配脉宽计算 DSP 主控芯片编程 VHDL语言系统设计准确率信号传输误码率抗干扰能力光电隔离光纤通信

授予学位：

硕士

学科专业：

电力电子与电力传动

导师：

韦力

学位年度：

2008

学位授予单位：

西安科技大学

语种：

中文

中图分类号：