三相電能質量信號發(fā)生器的設計與研究.pdf

1、根據(jù)電能質量信號發(fā)生器的設計要求，提出了以2H橋級聯(lián)逆變器作為主電路拓撲結構，并針對這一拓撲結構選擇三角載波移相PWM控制作為控制策略。利用仿真軟件MATLAB對主電路和控制電路進行了仿真研究。驗證結果表明2H橋級聯(lián)逆變電路的五電平輸出，改善了輸出波形，并且減少了波形中的諧波含量，為輸出各種電能質量信號波形奠定了基礎。
　　 在理論分析和仿真研究的基礎上，完成了電能質量信號發(fā)生器的硬件設計。硬件設計包括主電路設計，主控芯片外圍設

2、計，驅動電路設計，濾波電路設計等。為了滿足設計要求，對主電路中的24個功率開關管進行控制，采用DSP和FPGA作為主控芯片很好地解決了多路輸出的問題。這種方式既能利用DSP的高速運算能力和FPGA的I/O口眾多等優(yōu)點。
　　 軟件設計部分主要包括FPGA軟件設計、DSP軟件設計兩部分。FPGA軟件設計負責完成四列移相的三角載波模塊、數(shù)據(jù)鎖存模塊、死區(qū)發(fā)生模塊、PWM信號發(fā)生模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)選擇模塊等。FPGA的軟件編寫運用V

3、erilog HDL語言在Libero開發(fā)環(huán)境中實現(xiàn)，并且利用ModelSim仿真軟件對各個模塊進行功能性驗證。驗證結果表明每個模塊都滿足設計要求。DSP軟件設計中包括初始化設計、捕獲中斷程序設計、各種波形的PWM生成程序設計。
　　 在完成系統(tǒng)軟硬件設計后，對電能質量信號發(fā)生器的試驗樣機進行調試、實驗并記錄各種波形。實驗結果表明，所設計的電能質量信號發(fā)生器成功地發(fā)生了各種電能質量信號波形，和傳統(tǒng)的發(fā)生器相比較，在輸出信號波形和