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随着逆变器的大量应用,逆变器产生的谐波会给电网、电器设备、通信网络带来严重危害,这使得消谐逆变器的研究显得越来越重要。选择性谐波消去PWM控制技术(selectiveharmonicelimination,SHE技术)能使逆变器开关频率降低,具有电力输出质量高等特点,因此对SHE技术的研究具有明显的理论意义和广阔的工程开发前景。
采用SHE控制技术实时求解,逆变器开关角的数字化的求解方法可利用牛顿迭代求解非线性超越方程组的数学模型。若用硬件实现,其中有复杂的矩阵求逆运算,占用很大的空间资源。提高空间资源的利用率,减少器件的体积,降低制造成本,对增加逆变器实时求解的实用性有着重要意义。
动态重构技术是以SRAMFPGA可编程器件为基础,以硬件重载的方式将一个纯空间的数字逻辑系统化解为时间上可交错构建的数字逻辑体系。这种新型的数字逻辑系统由于资源可以动态地重复使用,资源利用率成倍地提高,系统的硬件规模大大下降。
本文在简要介绍动态重构技术相关知识的基础上,重点研究如何评估一个动态重构系统的综合水平;通过一个面积时间差值比较式,刻划了实现动态重构系统必须涉及的模块分割关键技术;根据基于选择性谐波消去法的逆变器数学模型,用动态重构技术设计了消谐硬件系统,其中重点阐述该系统动态重构模块的具体划分方法,并通过上述面积时间差值比较式论证了这一动态重构系统的综合水平;论文对求取开关角初始值、雅克比矩阵和系数向量的初始模块进行了VHDL建模、在ACTIVE-HDL平台上进行仿真、又通过Synplify综合、最后与MATLAB仿真结果对照,验证了该功能模块的正确性;论文对其他功能模块,如雅可比矩阵LU分解、上三角矩阵求逆和矩阵相乘运算等功能模块也给出了具体硬件的实现方法。本论文为硬件实现整个消谐模型的实时求解奠定了良好基础。