Implementacja w układzie FPGA modulatora 3D-SVM dla przekształtnika 3-poziomowego z sinusoidalnym napięciem wyjściowym

• Autorzy: Erwiński K. , Tarczewski T. , Grzesiak L. M. , Wawrzak A. , Karwowski K.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.06.03

Warianty tytułu

EN

FPGA implementation of 3D-SVM modulator for a 3-level sinusoidal output voltage inverter

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przekształtniki 3-poziomowe stają się obecnie coraz bardziej popularne ze względu na możliwość generowania przebiegów o mniejszej zawartości harmonicznych. Jest to szczególnie istotne w przypadku wytwarzania sinusoidalnego napięcia na wyjściu przekształtnika. Algorytm modulacji SVM coraz częściej implementowany jest w układach programowalnych FPGA ze względu na dużą szybkość działania i możliwość uzyskania dużych częstotliwości przełączania. W artykule przedstawiono implementację algorytmu 3D-SVM dla przekształtnika 3-poziomowego z sinusoidalnym napięciem wyjściowym w układzie FPGA Spartan 6 LX9. Przedstawione wyniki badań doświadczalnych dowodzą poprawności działania prezentowanej implementacji.

EN

Three level inverters are becoming more popular due to the ability to generate outputs with less harmonic content. This is especially important when sinusoidal inverter output voltage is required. SVM modulation algorithm is frequently implemented in FPGA programmable logic due to high operating speed and ability to achieve high switching frequencies. The article presents an implementation of a 3D-SVM algorithm for a 3-level sinusoidal output inverter on a Spartan 6 LX9 FPGA. Experimental results are presented that prove correct operation of the presented implementation.

Słowa kluczowe

PL

FPGA; przekształtnik 3-poziomowy; modulator 3D-SVM

EN

FPGA; 3-level neutral point clamped inverter; 3D-SVM modulator

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 6
• Strony: 12--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., schem., tab.

Twórcy

autor

Erwiński K.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Instytut Fizyki, Wydział Fizyki Astronomii i Informatyki Stosowanej, ul. Grudziądzka 5, 87-100 Toruń

autor

Tarczewski T.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Instytut Fizyki, Wydział Fizyki Astronomii i Informatyki Stosowanej, ul. Grudziądzka 5, 87-100 Toruń

autor

Grzesiak L. M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Wawrzak A.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Instytut Fizyki, Wydział Fizyki Astronomii i Informatyki Stosowanej, ul. Grudziądzka 5, 87-100 Toruń

autor

Karwowski K.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Instytut Fizyki, Wydział Fizyki Astronomii i Informatyki Stosowanej, ul. Grudziądzka 5, 87-100 Toruń

Bibliografia

• [1] Prats M. M., Franquelo L. G., Portillo R., Leon J. I., Galvan E., Carrasco J. M., A 3-D Space Vector Modulation Generalized Algorithm for Multilevel Converters, IEEE Power Electronics Letters, 1 (2003), n.4, 110–114
• [2] Celanovic N., Boroyevich D., A fast space-vector modulation algorithm for multilevel three-phase converters, IEEE Transactions on Industry Applications, 37 (2001), n.2, 637–641
• [3] Lopez O., Alvarez J., Doval-Gandoy J., Freijedo F.D., Nogueiras A., Lago A., Penalver C. M., Comparison of the FPGA implementation of two multilevel space vector PWM algorithms, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 55 (2008), n.4, 1537–1547.
• [4] Lopez O., Alvarez J., Doval-Gandoy J., Freijedo F.D., Multilevel multiphase space vector PWM algorithm with switching state redundancy, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56 (2009), n.3, 792–804.
• [5] Valan Rajkumar M., Manoharan P.S., FPGA based multilevel cascaded inverters with SVPWM algorithm for photovoltaic system, Solar Energy, 87 (2013), 229–245.
• [6] Rodriguez, J., Lai J.S., Peng F.Z., Multilevel inverters: a survey of topologies, controls, and applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 49 (2002), n.4, 724–738.
• [7] Teichmann R., Bernet S., A comparison of three-level converters versus two-level converters for low-voltage drives, traction, and utility applications, IEEE Transactions on Industry Applications, 41 (2005), n.3, 855–86.
• [8] Youm J.H., Kwon B.H., An effective software implementation of the space-vector modulation, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 46 (1999), n.4, 866–868.
• [9] Gupta A.K. and Khambadkone A.M., A space vector PWM scheme for multilevel inverters based on two-level space vector PWM, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 53 (2006), n.5, 1631–1639.
• [10] Dai N.Y., Wong M.C., Chen Y.H., Han Y.D., A 3-D generalized direct PWM algorithm for multilevel converters, IEEE Power Electronics Letters, 3 (2005), n.3, 85–88.
• [11] Steinke J.K., Use of an LC filter to achieve a motor-friendly performance of the PWM voltage source inverter, IEEE Transactions on Energy Conversion, 14 (1999), n.3, 649–654.
• [12] Tarczewski T., Grzesiak L.M., Sterowanie od stanu serwonap ˛edem z silnikiem PMSM zasilanym z przekształtnika o sinusoidalnym napie˛ciu wyjs´ciowym, Przegla˛d Elektrotechniczny, 88 (2012), n.4b, 252-258.