[发明专利]基于FPGA的三电平SVPWM控制系统

权利要求书

1.基于FPGA的三电平SVPWM控制系统，其特征在于，所述系统包括A/D转换模块、Clarke变换模块、主辅矢量作用时间模块、各开关器件作用时间模块和三角载波模块，

A/D转换模块，用于实时对三电平逆变器三相桥臂输出的电压值进行模数转换，得到三相的参考电压矢量V_ref传送给Clarke变换模块；

Clarke变换模块，用于将三相的参考电压矢量转换为两相静止坐标系下的矢量，得到三相的参考电压矢量V_ref在α轴上投影V_α和参考矢量在β轴上投影V_β，发送给主辅矢量作用时间模块；

主辅矢量作用时间模块，用于根据每个时刻下得到的V_α和V_β，得到每个时刻下三相的参考电压矢量V_ref位于三电平逆变器空间电压矢量的区域位置，根据该区域位置，得到合成参考电压矢量V_ref的三个基本矢量，根据该三个基本矢量和参考电压矢量V_ref，得到三个基本矢量的作用时间，并发送给各开关器件作用时间模块；

三角载波模块，用于生成三角波，并发送给各开关器件作用时间模块；

各开关器件作用时间模块，用于利用三个基本矢量的作用时间将三角波一个周期分成设定的七段时间，设定的七段时间分别是：1/4T₁、1/2T₂、1/2T₃、1/2T₁、1/2T₃、1/2T₂和1/4T₁，每段时间对应三电平逆变器空间电压矢量的一个矢量状态，根据7个矢量状态得到三相开关管的开关状态，根据所述的开关状态控制逆变器。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的三电平SVPWM控制系统，其特征在于，7个矢量状态为：

所述三电平逆变器空间电压矢量包括27个矢量，27个矢量包括6个长矢量、6个中矢量、12个短矢量和3个零矢量，12个短矢量包括6个负短矢量和6个正短矢量，27个矢量将三电平逆变器空间分为6个大扇区，每个大扇区包括6个区域，分别命名为1号区域至6号区域，以三电平空间电压矢量的x轴为α轴，以三电平空间电压矢量的y轴为β轴，每个大扇区中1号区域和2号区域均位于每相邻2个长矢量的夹角处，且1号区域靠近α轴，2号区域靠近β轴，3号区域靠近1号区域，4号区域靠近2号区域，5号区域靠近3号区域，6号区域靠近4号区域；

七段时间呈中心对称，每个矢量状态由3个电平组成，

当三相的参考电压矢量V_ref位于三电平逆变器空间电压矢量的1号区域时，7个矢量状态为：在1号区域内的负短矢量、在1号区域和2号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第一个矢量状态相比只改变一个电平、在1号区域和2号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第二个矢量状态相比只改变一个电平、在1号区域和2号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第三个矢量状态相比只改变一个电平、与第三个矢量状态相同、与第二个矢量状态相同、与第一个矢量状态相同；

当三相的参考电压矢量V_ref位于三电平逆变器空间电压矢量的2号区域时，7个矢量状态为：在2号区域内的负短矢量、在1号区域和2号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第一个矢量状态相比只改变一个电平、在1号区域和2号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第二个矢量状态相比只改变一个电平、在1号区域和2号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第三个矢量状态相比只改变一个电平、与第三个矢量状态相同、与第二个矢量状态相同、与第一个矢量状态相同；

当三相的参考电压矢量V_ref位于三电平逆变器空间电压矢量的3号区域时，7个矢量状态为：在3号区域内的负短矢量、在3号区域和4号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第一个矢量状态相比只改变一个电平、在3号区域和4号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第二个矢量状态相比只改变一个电平、在3号区域和4号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第三个矢量状态相比只改变一个电平、与第三个矢量状态相同、与第二个矢量状态相同、与第一个矢量状态相同；

当三相的参考电压矢量V_ref位于三电平逆变器空间电压矢量的4号区域时，7个矢量状态为：在4号区域内的负短矢量、在3号区域和4号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第一个矢量状态相比只改变一个电平、在3号区域和4号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第二个矢量状态相比只改变一个电平、在3号区域和4号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第三个矢量状态相比只改变一个电平、与第三个矢量状态相同、与第二个矢量状态相同、与第一个矢量状态相同；

当三相的参考电压矢量V_ref位于三电平逆变器空间电压矢量的5号区域时，7个矢量状态为：在5号区域内的负短矢量、在5号区域中选出1个矢量状态，该矢量状态与第一个矢量状态相比只改变一个电平、在5号区域中选出1个矢量状态，该矢量状态与第二个矢量状态相比只改变一个电平、在5号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第三个矢量状态相比只改变一个电平、与第三个矢量状态相同、与第二个矢量状态相同、与第一个矢量状态相同；

当三相的参考电压矢量V_ref位于三电平逆变器空间电压矢量的6号区域时，7个矢量状态为：在6号区域内的负短矢量、在6号区域中选出1个矢量状态，该矢量状态与第一个矢量状态相比只改变一个电平、在6号区域中选出1个矢量状态，该矢量状态与第二个矢量状态相比只改变一个电平、在6号区域围成的三角形中选出1个矢量状态，该矢量状态与第三个矢量状态相比只改变一个电平、与第三个矢量状态相同、与第二个矢量状态相同、与第一个矢量状态相同。