IS200DTAIH1ACC证实了网侧和转子侧变流器控制策略的可行性

SVPWM算法的FPGA实现
    IS200DTAIH1ACC双PWM型变流器采用电压SVPWM方法控制其开关器件的通断。与SPWM相比，SVPWM具有谐波抑制效果好、响应快速、电压利用率高、电流波形畸变小、转矩脉动低等优点，已在电机驱动方面得到了广泛应用。在此主要阐述FPGA软件设计中SVPWM算法的实现，如图6所示。

    IS200DTAIH1ACC整个算法采用顶层文件设计方式，使用Verilog HDL语言编写。通过A／D控制模块控制ADS8364芯片进行采样，采样得到的电压、电流分别进入Clarke变换模块和三相锁相环模块。DSP通过PI调节器输出的ud，uq，经过Park变换后得到uα，uβ，并送入SVPWM模块，进行扇区判断与矢量作用时间计算。由于调制过程可能出现过调制现象导致输出电压波形出现失真，因此加入采用比例缩小算法的过调制模块，信号经过调制后即可进入比较模块与三角波进行比较输出PWM波形，为防止上、下桥臂出现直通，加入死区控制模块，死区时间由DSP控制；PWM脉冲分配模块设置了死区时间的PWM输出与保护信号进行逻辑计算，保证在出现故障及过流时能及时封锁脉冲，保护逆变器。

6 实验验证
    2 MW双馈变流器应用于风力发电系统，交流电网电压等级为690 V，额定中间直流电压为1．1 kV，网侧变流器额定容量670 kVA，转子侧变流器额定容量960 kVA。图7示出直流电压Udr；电网电压、电流ug，ig；定子电流、电压is，us实验波形。

    测试了满载时的电流谐波畸变率(THD)，此时发电机转速1755 r·min-1，系统功率达2 150 kW，转矩T=11 698 N·m，三相电流中最大的THD=2．94％，小于国标的5％。
    图7a为定子并网后的波形，可见，并网后定子电流正弦度很高，说明该系统具有良好的并网特性，且并网对电网冲击小；由图7b可见，发电机转速为1 200 r·min-1，功率为200 kW，此时发电机处于亚同步运行状态，可见该系统具有良好的稳态特性；图7c显示了变流器在超同步状态下，即1755 r·min-1时网侧输出感性无功功率，无功电流达到580 A，功率因数为0．949。

7 结论
   IS200DTAIH1ACC 通过自主研发的2 MW双馈式变流器控制系统获得了良好的并网波形以及稳态后的电压和电流波形，证实了网侧和转子侧变流器控制策略的可行性。目前该系统已经完成了整机测试，并在风场进行了试运行，受到一致好评。

ABB 3BHE032285R0102

ABB 3BHB032608R0001

EMERSON PR6423/003-131+CON041

EATON XVS-440-10MPI-1-1U

ABB PPB022DE01 HIEE300867R0001

ABB DSSA165

ABB DSSB140

ABB DSTC190

ABB DSTA131

ABB PFTL101A  2.0kN 3BSE004172R1

GE EPSCPE100-ABAE

SCHNEIDER SH100/30060/3/1/00/20/00/20

GE URSHA

GE IS200DAMCG1A

GE IS200DAMDG1A

GE IS215ACLEH1B

ABB UCD240A

PROSOFT MVI56E-MCMR

PROSOFT MVI56-MNET

PROSOFT ILX34-MBS485

HIMA F3237

WOODWARD 5466-1035

HONEYWELL CC-GAIX21

GE IS230TNDSH2A

PROSOFT MVI56E-MCM

BENTLY 3500/42 125672-02

ABB KUD181A01  3BHE013431R0001

SCHNEIDER SH31003P02A2000

SCHNEIDER SH055/80013/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH070/60030/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH100/30100/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH100/40060/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH140/30200/0/0/00/00/00/11/00

SCHNEIDER SH140/30270/0/0/00/00/00/11/00

KOLLMORGEN DBL4-N00750-0R2-000-S40

GE F650BFBF1G0HI

ABB XVC769AE101   3BHE006373R0101

HONEYWELL 8C-PCNT02

HONEYWELL FE-USI-0002

HONEYWELL CC-PAIH01

REXROTH MHD115C-058-NG1-AN

PROSOFT PLX32-EIP-MBTCP

ABB XVC767AE105 3BHB007209R0105

ABB UBC717BE101 3BHE021887R0101

KOLLMORGEN AKM32D-ANCNR-00

PROSOFT 5102-MCM3-101S

ABB PP877 3BSE069272R2

NI PCIE-6612

PROSOFT MVI56E-MNET