基于FPGA的三电平NPC VSI系统设计：SVPWM算法研究与实现

该PDF文档主要探讨了基于FPGA的NPC（Non-Pulse Width Modulation，无脉冲宽度调制）三电平电压源逆变器（VSI）系统的设计以及一种改进的SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制）算法。三电平逆变器相较于传统的两电平逆变器，具有显著的优势，如更高的单管耐压、更低的开关损耗、减少电磁干扰和提升功率因数。然而，多电平逆变器的发展也面临挑战，如计算复杂度随着电平数增加而快速上升，中点电压管理难度增大，以及新型理论算法在实际应用中的验证不易。 文章的核心贡献在于提出了一种基于两电平空间矢量的三电平空间矢量算法，通过简化三电平逆变器的控制策略，解决了随着电平数增多带来的控制复杂性问题。这种创新算法利用了两电平矢量的作用时间计算结果，通过线性矩阵转换实现对NPC三电平逆变器的控制，从而减少了计算负担。 为了验证这一算法的有效性和控制平台的实用性，作者设计并实现了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）和嵌入式计算机的控制系统。实验室测试结果证实了该算法的正确性，同时确认了所采用的控制策略在实际应用中的可行性。 关键词：三电平逆变器、SVPWM、FPGA、嵌入式计算机。这篇文章对于深入理解多电平逆变器技术，尤其是NPC三电平VSI的控制策略有重要的学术价值，为工程师们提供了在实际硬件平台上实施高效控制的新思路。