[发明专利]基于FPGA的变频串联谐振试验方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的变频串联谐振试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

对三相电源的电压信号和电流信号进行采集；

利用VHS-ADC平台对所述电压信号和电流信号进行信号调理处理，获得数字电压信号和数字电流信号以及正弦波和余弦波；

根据所述数字电压信号和数字电流信号及正弦波和余弦波进行SVPWM调制，获得SVPWM调制信号；

搭建基于FPGA芯片实现SVPWM调制方式的VHS-ADC控制系统；

利用所述VHS-ADC控制系统将所述SVPWM调制信号生成SVPWM脉冲信号；

根据所述SVPWM脉冲信号进行串联谐振试验。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的变频串联谐振试验方法，其特征在于，所述对三相电源的电压信号和电流信号进行采集步骤包括：

利用电压传感器和电流传感器分别对三相电源的电压信号和电流信号进行采集，并将其输至VHS-ADC平台接口板的A/D接口。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的变频串联谐振试验方法，其特征在于，所述利用VHS-ADC平台对所述电压信号和电流信号进行信号调理处理，获得数字电压信号和数字电流信号以及正弦波和余弦波步骤包括：

将所述A/D接口接收的所述电压信号和电流信号进行模数转换，获得数字化的电压信号和电流信号；

对所述数字化的电压信号和电流信号执行滤波处理，获得数字电压信号和数字电流信号；

对所述数字电压信号和数字电流信号进行数字锁相环处理，获得SVPWM调制所需的正弦波和余弦波。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的变频串联谐振试验方法，其特征在于，所述搭建实现SVPWM调制方式的VHS-ADC控制系统步骤包括：

对所述数字电压信号和数字电流信号进行解耦计算，获得两相同步旋转坐标系下的电压信号；

利用所述正弦波和余弦波，将两相同步旋转坐标系下的电压信号转换至两相静止坐标系下的空间电压矢量；

对所述空间电压矢量进行所在扇区判断；

将所述空间电压矢量的两相静止坐标系下的分量转换到60度坐标系，并判断相关矢量的作用时间；

根据所述判断获得的相关矢量作用时间，确定IGBT三相对应的切换时间，并根据所述切换时间产生SVPWM调制信号。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的变频串联谐振试验方法，其特征在于，所述搭建基于FPGA芯片实现SVPWM调制方式的VHS-ADC控制系统步骤包括：

在VHS-ADC平台中，建立包括板结构模块、资源估计模块、系统生成器模块的控制模型，然后将所述控制模型进行编译；

所述编译步骤如下：

在板结构模块中，选择板卡类型为“VHS-DAC”，选择时钟源为“ADAC”时钟；

在资源估计模块中选择预设范围，确定系统占用资源不超过板卡的硬件资源；

将控制模型的接口输入模块和接口输出模块分别转换成编译生成代码的ADC模块和DAC模块；

利用系统生成器模块将控制模型进行编译生成bit流文件；其中，设置板卡类型为“VHS-DAC”，设置时钟源为ADAC时钟，设置编译类型为“VHS-ADAC”，设置合成工具为“XST”，设置硬件描述语言为“VHDL”，设置FPGA时钟周期为9ns，设置系统周期为1e^-5。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA的变频串联谐振试验方法，其特征在于，所述利用所述VHS-ADC控制系统将所述SVPWM调制信号生成SVPWM脉冲信号步骤包括：

将所述bit流文件下载到FPGA芯片中；

将所述SVPWM调制信号输入FPGA芯片中的VHS-ADC控制系统；

根据所述VHS-ADC控制系统输出SVPWM脉冲信号。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA的变频串联谐振试验方法，其特征在于，所述根据所述SVPWM脉冲信号进行串联谐振试验步骤包括：

将所述SVPWM脉冲通过GPIO接口输出到保护电路；

将所述保护电路输出的SVPWM脉冲输至IGBT驱动电路；

所述IGBT驱动电路控制三相整流和逆变电路的频率调整三相电源的电压；

利用调整后的所述三相电源的电压对试品进行谐振试验。