基于特定单元开关管动作延迟的ANPC不期望电平消除方法

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作者 杨若雨 王琛琛 +3 位作者 陆格野 刘明月 李赵烊 邵葳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期158-170,共13页

有源中点箝位型(ANPC)变换器死区会带来不期望电平输出以及开关管过压问题,导致开关管寿命缩短,影响设备安全。针对死区时间内5L-ANPC、3L-ANPC变换器不期望电平问题,提出了一种基于特定单元开关管动作延迟的方法。根据电流极性以及参... 有源中点箝位型(ANPC)变换器死区会带来不期望电平输出以及开关管过压问题,导致开关管寿命缩短,影响设备安全。针对死区时间内5L-ANPC、3L-ANPC变换器不期望电平问题,提出了一种基于特定单元开关管动作延迟的方法。根据电流极性以及参与切换的状态延迟特定互补开关管动作,能完全消除所有死区带来的不期望电平。针对死区时间5L-ANPC、3L-ANPC变换器开关管过压问题,在考虑开关管结电容的基础上,计算死区时间内开关管承受电压,确定出现开关管过压的切换及过压量,采用并联吸收电容的方法抑制开关管过压问题。最后,在5L-ANPC、3L-ANPC实验平台上验证了方法的有效性。所提方法无需增加额外开关管,实现过程简单适用于解决其他拓扑的相似问题。 展开更多

关键词 三电平 五电平 有源中点箝位型变换器 死区不期望电平 死区开关管过压 吸收电容

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基于压接式IGBT的三电平有源中点钳位功率单元换流研究

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作者 钟颖 李卫超 +1 位作者 周亮 晏明 《华中科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期148-158,共11页

针对压接式IGBT组成的功率单元换流暂态时间优化及损耗平衡问题,依据产生损耗位置将三电平有源中点钳位单元的32种换流回路分为5种.为提高输出谐波特性,研究换流暂态过程进而优化切换暂态时间.利用4.5 V/3 A压接式IGBT制作了低杂感功率... 针对压接式IGBT组成的功率单元换流暂态时间优化及损耗平衡问题,依据产生损耗位置将三电平有源中点钳位单元的32种换流回路分为5种.为提高输出谐波特性,研究换流暂态过程进而优化切换暂态时间.利用4.5 V/3 A压接式IGBT制作了低杂感功率单元,设计双脉冲实验研究暂态电压电流变化规律.将开关暂态过程分成6种,并迭代优化死区时间.实验结果表明:死区时间优化后可以实现安全换流,换流过程的电压电流变化规律与理论分析一致. 展开更多

关键词 换流回路 死区时间 压接式IGBT 开关损耗均衡 三电平有源中点钳位

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最小脉宽特性对高压三电平变频器的影响 被引量：17

3

作者 白华 赵争鸣 +2 位作者 张永昌 张海涛 袁立强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期60-65,共6页

最小脉宽,即单个开关器件的最小导通和关断时间,在高压大容量变频调速系统运行过程中至关重要。本文通过仿真和基于IGCT的1.25MW/6000V三电平变频器上进行试验,对最小脉宽对大容量变频调速系统起动和稳态运行的影响进行了较为全面的评估... 最小脉宽,即单个开关器件的最小导通和关断时间,在高压大容量变频调速系统运行过程中至关重要。本文通过仿真和基于IGCT的1.25MW/6000V三电平变频器上进行试验,对最小脉宽对大容量变频调速系统起动和稳态运行的影响进行了较为全面的评估,并在此基础上提出了相间最小脉宽的概念,既保证了单管最小脉宽,又在开关动作之间留有适当间隙。最后分析了最小脉宽与起动电流、稳态电流以及转矩脉动之间的关系,对大容量变频调速系统的安全运行有十分重要的指导意义。仿真和试验均验证了上述分析的正确性。 展开更多

关键词 最小脉宽 死区 三电平变频器 变频调速系统 IGCT

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二极管箝位型三电平死区补偿策略研究 被引量：3

4

作者 韩耀飞 樊晓虹 +1 位作者 陈国振 赵张飞 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2012年第7期34-36,39,共4页

分析了开关死区对二极管箝位型三电平变流器输出电压电流的影响,提出基于补偿输出电压的死区效应的补偿方法。该算法需测量出精确的电流方向,但在低速情况下,电流过零存在零电流箝位效应,从而影响电流方向判别。为此提出了采用指令电流... 分析了开关死区对二极管箝位型三电平变流器输出电压电流的影响,提出基于补偿输出电压的死区效应的补偿方法。该算法需测量出精确的电流方向,但在低速情况下,电流过零存在零电流箝位效应,从而影响电流方向判别。为此提出了采用指令电流坐标旋转变换来准确测定电流方向,可实现对死区的精确补偿。通过Matlab仿真和实验验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 死区补偿 三电平 零电流箝位

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基于电流预测的三电平死区补偿方法 被引量：3

5

作者 张冲 王鹿军 +1 位作者 金利祥 吕征宇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1581-1585,共5页

在分析三电平逆变器死区时间对输出电压、电流影响的基础上,提出一种基于电流预测的死区补偿方法。所提出的补偿方法与传统的死区补偿方法相比,在不增加硬件的情况下,解决了传统补偿方法在电流多次过零时会出现过补偿的问题,搭建样机实... 在分析三电平逆变器死区时间对输出电压、电流影响的基础上,提出一种基于电流预测的死区补偿方法。所提出的补偿方法与传统的死区补偿方法相比,在不增加硬件的情况下,解决了传统补偿方法在电流多次过零时会出现过补偿的问题,搭建样机实验证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 电流预测 死区补偿 三电平 多次过零 过补偿

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基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略 被引量：7

6

作者 张继元 舒杰 +2 位作者 王浩 黄磊 丁建宁 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1637-1645,共9页

为避免直流侧电容的直通,需在功率器件驱动信号上载入必要的死区时间,但随之导致电压电流的畸变。针对上述问题,对三电平逆变器的死区效应展开理论分析,提出一种基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略。通过分析三电平逆变器的开关切... 为避免直流侧电容的直通,需在功率器件驱动信号上载入必要的死区时间,但随之导致电压电流的畸变。针对上述问题,对三电平逆变器的死区效应展开理论分析,提出一种基于电流矢量的三电平逆变器死区补偿策略。通过分析三电平逆变器的开关切换序列和换向过程,得出在不同电流极性情况下的误差电压矢量。为解决传统策略需检测电流的弊端,研究根据电流幅值自适应设置死区时间,由此补偿矢量可转换为d-q坐标系下的直流分量,跟随电流矢量进行同步旋转。该策略可避免因各种扰动导致的电流过零时的误补偿,并有效改善电流波形。最后,通过基于TMS320F28335控制器的三电平逆变器实验样机,验证所提控制策略的正确性和有效性。 展开更多

关键词 三电平 逆变器 死区补偿 电流矢量

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三电平逆变器死区补偿策略研究 被引量：20

7

作者 周京华 贾斌 +1 位作者 章小卫 李正熙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期69-74,共6页

为了避免桥臂直通带来的危害,必须在PWM驱动脉冲中加入死区时间。在电压型逆变器低频和轻载运行时,死区效应将导致输出电压和电流的畸变。针对三电平逆变器,根据伏秒等效原理和输出电流极性,提出一种新型的死区补偿策略,既补偿了死区时... 为了避免桥臂直通带来的危害,必须在PWM驱动脉冲中加入死区时间。在电压型逆变器低频和轻载运行时,死区效应将导致输出电压和电流的畸变。针对三电平逆变器,根据伏秒等效原理和输出电流极性,提出一种新型的死区补偿策略,既补偿了死区时间、功率器件的开通和关断延时,又考虑了管压降带来的死区效应。基于DSP与CPLD,构建三电平逆变器硬件平台,在一台30kW三相异步电机上完成了相关实验,并通过李萨如图对输出电流波形进行分析。实验结果验证了该方法可以有效的改善输出电流波形,并补偿了由死区效应所造成的输出电压损失,提高了系统低频运行的性能。 展开更多

关键词 三电平逆变器 死区补偿 死区时间 开通和关断延时 管压降

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利用均压策略消除MMC死区影响的方法 被引量：7

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作者 周月宾 江道灼 +3 位作者 胡鹏飞 梁一桥 郭捷 林志勇 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期561-567,574,共8页

以单个子模块为出发点,分析死区对模块化多电平换流器(MMC)相单元总电压以及交流输出电压的影响.分析表明:在死区时间内,MMC相单元中实际处于投入状态的子模块总数与该相单元内部某一采样时刻发生投、切状态改变的子模块数相关,从而导... 以单个子模块为出发点,分析死区对模块化多电平换流器(MMC)相单元总电压以及交流输出电压的影响.分析表明:在死区时间内,MMC相单元中实际处于投入状态的子模块总数与该相单元内部某一采样时刻发生投、切状态改变的子模块数相关,从而导致相单元总电压会出现短暂的过压(或欠压),不利于桥臂电抗器的运行,同时使MMC交流输出电压中出现不期望的电平数,增大了输出电压的总谐波畸变率.利用优化的均压算法减小了死区对MMC的影响,提高了输出电压的质量,研究最近电平逼近以及优化的均压算法在实现过程中面临的问题.设计一种适合于大规模MMC的控制系统硬件平台,研发了41电平三相MMC实验室样机.实验结果表明:所设计的控制系统是可行的;优化后的均压策略有效地降低了死区对MMC相单元总电压、交流输出电压以及桥臂电抗器的影响. 展开更多

关键词 模块化多电平换流器 最近电平逼近调制 死区效应 桥臂电抗器 均压策略

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一种SPWM控制的多电平逆变器电压误差补偿策略 被引量：1

9

作者 李世平 李擎 李华德 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期33-34,53,共3页

以中点箝位式(Neutral Point Clamped,NPC)三电平电路和双三电平电路拓扑结构为例,分析了SPWM控制的多电平逆变器中功率元件的死区及管压降对输出特性的影响。提出了通过改变SPWM电压控制矢量来补偿死区和管压降造成的电压误差的策略。... 以中点箝位式(Neutral Point Clamped,NPC)三电平电路和双三电平电路拓扑结构为例,分析了SPWM控制的多电平逆变器中功率元件的死区及管压降对输出特性的影响。提出了通过改变SPWM电压控制矢量来补偿死区和管压降造成的电压误差的策略。实验表明,对于多电平逆变器供电的异步电动机控制系统,在无定子电流闭环调节的情况下,采用该补偿策略可以有效地改善输出特性。 展开更多

关键词 逆变器 异步电机 死区/多电平 正弦脉宽调制 管压降

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T型三电平并网逆变器两种调制策略研究 被引量：10

10

作者 孙超 严成 +2 位作者 张扬帆 陈敏 徐德鸿 《电源学报》 CSCD 2013年第3期42-47,共6页

效率和并网电流电能质量是并网逆变器的两个重要指标,PWM调制方式对效率和并网电流电能质量存在关键的影响。比较了连续空间矢量调制和不连续空间矢量调制两种方式对逆变器损耗和并网电流电能质量的影响。并在10kW三电平T型并网逆变平... 效率和并网电流电能质量是并网逆变器的两个重要指标,PWM调制方式对效率和并网电流电能质量存在关键的影响。比较了连续空间矢量调制和不连续空间矢量调制两种方式对逆变器损耗和并网电流电能质量的影响。并在10kW三电平T型并网逆变平台上进行了实验验证。 展开更多

关键词 空间矢量调制 不连续调制 损耗 电能质量 死区 T型三电平

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一种同步降压型DC-DC转换器驱动电路设计 被引量：4

11

作者 苏丹 胡永贵 徐辉 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期709-712,717,共5页

设计了一种适用于同步整流降压型DC-DC转换器的驱动电路,包含电平移位、死区时间控制及过零检测等模块。分析了电路整体及各个模块的结构和工作原理,并基于0.35μm BCD工艺模型库,通过Cadence Spectre进行仿真验证。仿真结果表明,本电... 设计了一种适用于同步整流降压型DC-DC转换器的驱动电路,包含电平移位、死区时间控制及过零检测等模块。分析了电路整体及各个模块的结构和工作原理,并基于0.35μm BCD工艺模型库,通过Cadence Spectre进行仿真验证。仿真结果表明,本电路可以有效地控制死区时间,抑制反向电流,提高转换器的效率。 展开更多

关键词 同步整流 驱动电路 电平移位 死区时间 过零检测

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SPWM死区对三电平高压变频器共模电压的影响 被引量：6

12

作者 成建鹏 毛承雄 +2 位作者 陆继明 王丹 李国栋 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期157-162,共6页

为了研究基于三电平中性点箝位(NPC)逆变器的高压变频器采用SPWM时死区设置对变频器输出共模电压的影响,利用双重Fourier法推导得逆变器不带吸收回路空载条件下采用SPWM调制策略时不同方式设置死区后逆变器输出共模电压的表达式,研究了... 为了研究基于三电平中性点箝位(NPC)逆变器的高压变频器采用SPWM时死区设置对变频器输出共模电压的影响,利用双重Fourier法推导得逆变器不带吸收回路空载条件下采用SPWM调制策略时不同方式设置死区后逆变器输出共模电压的表达式,研究了逆变器带感性负载及开关器件带RC吸收回路条件下死区设置对逆变器输出电压及输出共模电压的影响。利用MATLAB对以上问题进行了仿真研究。对表达式分析得:逆变器不带吸收回路空载时,不论是否设置死区及以何种方式设置死区,逆变器输出共模电压均主要含有调制波3的奇数倍次谐波;逆变器带上RC吸收回路及感性负载时,单边设置死区时正方向的负载电流使输出电压减小,负方向的负载电流使输出电压增加,从而影响了逆变器输出的共模电压。仿真研究验证了以上分析结果。研究表明,当逆变器带上RC吸收回路及感性负载时,分析SPWM死区与变频器输出共模电压的数学关系较复杂。 展开更多

关键词 高压变频器 三电平逆变器 中性点箝位 死区时间 共模电压

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基于电流矢量的三电平逆变器死区和管压降补偿策略 被引量：7

13

作者 宋文祥 张旭 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2012年第2期47-51,共5页

在电机控制过程中,死区和管压降的存在导致逆变器输出波形畸变。为了消除电压和电流的畸变,死区和管压降补偿是必要的。本文给出了一种简洁高效的三电平电压型逆变器死区补偿方法,用以改善电机的输出波形,详细分析了死区产生机理,利用... 在电机控制过程中,死区和管压降的存在导致逆变器输出波形畸变。为了消除电压和电流的畸变,死区和管压降补偿是必要的。本文给出了一种简洁高效的三电平电压型逆变器死区补偿方法,用以改善电机的输出波形,详细分析了死区产生机理,利用电流矢量对死区进行准确补偿。根据PWM状态和电流矢量的位置分析功率器件压降的变化,结合电流方向进行补偿。最后基于F2812DSP芯片的三电平逆变器实验平台对该方法进行了开环和闭环实验研究,验证了理论分析的正确性和实际可行性。 展开更多

关键词 三电平逆变器 死区补偿 管压降补偿 电流矢量

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三电平逆变器死区补偿策略的研究与实现 被引量：2

14

作者 何凤有 马秀丽 +1 位作者 李娜 杨艳 《工矿自动化》 2009年第5期15-18,共4页

文章详细介绍了三电平逆变器的死区效应,分析了三电平逆变器的死区补偿策略,以1台22 kW/380 V异步电动机为例建立了三电平逆变器供电矢量控制仿真模型。仿真结果表明,有死区补偿时的逆变器转速达到稳态所需的时间短,电流的谐波畸变率较... 文章详细介绍了三电平逆变器的死区效应,分析了三电平逆变器的死区补偿策略,以1台22 kW/380 V异步电动机为例建立了三电平逆变器供电矢量控制仿真模型。仿真结果表明,有死区补偿时的逆变器转速达到稳态所需的时间短,电流的谐波畸变率较小,转矩脉动明显减小。 展开更多

关键词 三电平逆变器 死区效应 死区补偿策略 仿真

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模糊免疫PID-Smith控制器及其在液位控制中的应用 被引量：8

15

作者 李广军 李晓东 曾安平 《中国农机化》 北大核心 2010年第4期74-77,共4页

针对淀粉乳业生产液位控制中的大滞后、模型不确定等特性,设计了模糊免疫PID-Smith预估控制系统。该控制器同时兼顾了模糊免疫PID控制器和Smith预估器的优点,既可以整定参数,又使控制器提前动作,减少超调。Matlab仿真显示,该控制器具有... 针对淀粉乳业生产液位控制中的大滞后、模型不确定等特性,设计了模糊免疫PID-Smith预估控制系统。该控制器同时兼顾了模糊免疫PID控制器和Smith预估器的优点,既可以整定参数,又使控制器提前动作,减少超调。Matlab仿真显示,该控制器具有良好的自适应性和鲁棒性,控制效果明显好于免疫PID控制效果。 展开更多

关键词 液位控制 纯滞后 模糊免疫PID Smith预估

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三电平逆变器死区补偿策略研究 被引量：3

16

作者 杨宁 张林 许春雨 《工矿自动化》 北大核心 2013年第5期55-59,共5页

分析了二极管箝位型三电平逆变器死区效应及其电路工作原理,提出了一种适用于基于双层载波调制的二极管箝位型三电平逆变器的死区补偿方法。该方法通过在不同的电流流通路径合理调整触发脉冲的死区时间,实现了电平转换不受死区时间的影... 分析了二极管箝位型三电平逆变器死区效应及其电路工作原理,提出了一种适用于基于双层载波调制的二极管箝位型三电平逆变器的死区补偿方法。该方法通过在不同的电流流通路径合理调整触发脉冲的死区时间,实现了电平转换不受死区时间的影响,即避免或者减小了死区效应。仿真结果表明,与普通的死区补偿方法相比,该方法降低了5次、7次谐波含量和总谐波畸变率,提高了电流有效值,具有更好的补偿效果。 展开更多

关键词 二极管箝位型三电平逆变器 死区效应 死区补偿 双层载波调制 开关互补

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基于相电压反馈的三电平逆变器死区补偿 被引量：2

17

作者 王小鹏 朱天亮 +1 位作者 程东亮 房超 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期48-56,共9页

为防止逆变器上下桥臂直通,通常需要在开关管驱动信号中加入死区时间,但死区时间可能导致输出电压和电流畸变。针对二极管中点箝位型NPC(neutral-point clamped)三电平逆变器的死区补偿问题,提出了一种基于相电压反馈在线计算误差电压... 为防止逆变器上下桥臂直通,通常需要在开关管驱动信号中加入死区时间,但死区时间可能导致输出电压和电流畸变。针对二极管中点箝位型NPC(neutral-point clamped)三电平逆变器的死区补偿问题,提出了一种基于相电压反馈在线计算误差电压的死区补偿策略。该策略根据反馈相电压,在dq同步旋转坐标系下对误差电压进行实时计算。同时,针对电流极性判断中传统滤波器所造成的电流相位偏移问题,采用卡尔曼滤波对转换到dq同步旋转坐标系中的三相输出电流进行滤波,并将滤波后的电流重构到三相静止坐标系中,实现无相位偏移地判断电流极性。仿真结果表明,该方法可以较准确地判断电流极性,并能够自适应地调节补偿电压,有效地减小了输出电压的谐波含量。 展开更多

关键词 三电平逆变器 死区补偿 相电压反馈 电流重构 卡尔曼滤波

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加入死区作用范围闭环的三电平整流器谐波抑制 被引量：2

18

作者 宋崇辉 李坤 +1 位作者 边春元 孟凡红 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期76-84,共9页

针对可控整流器空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)加入死区后带来的波形畸变问题,分析了当前补偿补偿和无死区策略各自优点和存在的问题,提出了一种三电平SVPWM整流器死区作用范围闭环控制策略,该策略在控... 针对可控整流器空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)加入死区后带来的波形畸变问题,分析了当前补偿补偿和无死区策略各自优点和存在的问题,提出了一种三电平SVPWM整流器死区作用范围闭环控制策略,该策略在控制系统原有的电压、电流双闭环基础上添加了一个死区作用范围闭环,形成了三闭环控制系统。死区作用范围指的是一个周期内需要加入死区时间的范围。死区作用范围闭环控制是指通过直流母线电压和有功功率检测对整流器在不同工作状态下死区作用范围进行闭环控制的一种控制策略,抑制由于死区作用带来的谐波。仿真和实验结果表明,加入死区作用范围闭环控制能够有效抑制整流器网侧电流谐波。 展开更多

关键词 死区效应 死区作用范围 闭环控制 三电平整流器 谐波抑制

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三电平逆变器死区补偿控制策略研究 被引量：3

19

作者 李红 何凤有 马秀丽 《机械制造与自动化》 2009年第6期177-179,共3页

介绍了三电平逆变器的死区效应,分析了三电平逆变器的死区补偿策略,并将之应用于工业现场,通过实验验证了理论分析的正确性和实际可行性。

关键词 三电平逆变器 死区效应 死区补偿策略

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一种基于FPGA的三电平原理及实现方式 被引量：2

20

作者 周京华 国敬 +1 位作者 章小卫 李正熙 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期64-66,共3页

针对两电平DSP2407控制板在三电平逆变器控制中资源不足的问题,在不改变原有成熟算法和硬件的基础上,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的三电平实现方法。采用FPGA构造了三电平脉宽调制(PWM)IP核,包含三电平调制策略、驱动脉冲分配... 针对两电平DSP2407控制板在三电平逆变器控制中资源不足的问题,在不改变原有成熟算法和硬件的基础上,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的三电平实现方法。采用FPGA构造了三电平脉宽调制(PWM)IP核,包含三电平调制策略、驱动脉冲分配和保护、死区补偿、零序电压注入、中点电压平衡控制及阻尼振荡抑制算法等功能,并解决了DSP与FPGA的同步问题。基于FPGA和DSP构建一个三电平逆变器硬件平台,在一台30 kW三相异步电机上完成了相关实验。实验结果验证了该方法的可行性和正确性,为两电平调速算法拓展到三电平应用场合提供了一种简单通用的实现方式。 展开更多

关键词 三电平 现场可编程门阵列 死区补偿 阻尼振荡

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