FPGA实现的空间矢量PWM控制器设计与验证

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本文主要探讨了基于FPGA的空间矢量脉宽调制(SVPWM)的实现技术,该方法由Zhaoyong Zhou和Tiecai Li在哈尔滨工业大学电子工程系提出,并与国际 Rectifier 的 Toshio Takahashi 和 Eddy Ho 合作完成。论文首先回顾了空间矢量调制的基本原理,它在上世纪80年代中期由Van Der Broeck首次引入,因其在现代高性能交流伺服驱动系统中的广泛应用而备受关注。 SVPWM的核心在于通过精确控制脉冲宽度来模拟多相电压波形,从而实现高效的电流和功率控制。设计的关键在于FPGA的集成,这种可编程逻辑器件的优势在于其灵活性、高速处理能力和高度定制化的可能性。作者设计了一种通用的SVPWM控制器,不仅限于线性范围内的工作,还包括过调制范围,以增强系统的性能和适应性。 该FPGA实现的SVPWM控制器经过实际验证,展现了卓越的驱动性能和灵活的开关频率,可以调整至高达40kHz,这在电机控制中非常重要。此外,控制器还允许调整死区时间,进一步优化了系统的稳定性。SVPWM集成电路的应用领域广泛,特别是在闭环矢量控制的交流伺服驱动系统中,它能够提供高精度的控制和效率。 关键词包括:空间矢量脉宽调制(SVPWM)、FPGA、过调制。这项研究为高性能交流伺服驱动系统的控制器设计提供了创新的解决方案,展示了FPGA在实现复杂算法和技术上的潜力,对于推动电机控制技术的发展具有重要意义。