[发明专利]一种级联型多电平逆变器的控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种级联型多电平逆变器的控制系统及方法，主要包括控制箱、触摸屏和外部I/O接口，所述控制箱由AVR系列单片机、Altera公司flex10K系列FPGA、美国德州仪器公司32位数字信号处理器的第六代TMS320系列的高性能芯片TMS320F28335主控制器和西门子S-300系列PLC组成。本发明采用基于映射原理的SVPWM调制算法对五级十一电平逆变器进行调制，控制方式灵活，输出电压的相位和幅值便于调节和控制，而且输出电压的谐波含量也比较低，可应用于高压大功率交流电动机的变频调速领域，在水厂、电厂中的风机、泵类负载和钢厂轧钢所用的高压大功率交流电动机、轨道交通的电力机车牵引系统中能节省电能，降低污染，具有很好的经济效益。

主权项

一种级联型多电平逆变器的控制系统，其特征在于，主要包括控制箱、触摸屏和外部I/O接口，所述控制箱由AVR系列单片机、Altera公司flex10K系列FPGA、美国德州仪器公司32位数字信号处理器的第六代TMS320系列的高性能芯片TMS320F28335主控制器和西门子S‑300系列PLC组成；所述DSP主控制器的用途为：完成多路空间矢量PWM脉冲的实时计算，将计算的数据按任务要求所允许的时间范围内传给逻辑器件FPGA；控制功率单元的工作，与单元控制板进行通信，控制功率开关管IGBT的通断，更为快速的实时传输功率单元的运行状态；获得逆变器各部分电压、电流数据和温度；通过西门子S‑300系列PLC与触摸屏通信，并完成与外部I/O接口的联系；实现模拟量和开关量的输入、输出；所述FPGA的用途为：在实时获取DSP传送过来的产生高、低电平脉冲时间后，实时发生30路PWM脉冲信号，控制箱中的光纤板将30路脉冲信号通过具有电气隔离功能的光纤传送给每个功率单元；功率单元内部的单元控制板采用AVR单片机来实现死区的设置和功率单元的保护。