[發明專利]一種基于嵌入式FPGA的電流控制裝置、系統和方法

在審

• 申請號: 202011486518.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112737455A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張寒冰
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 陳君智

1.一種基于嵌入式FPGA的電流控制裝置，其特征在于，包括：

電流采樣模塊、角度采樣模塊、數據預處理模塊和數據處理模塊，

電流采樣模塊用于獲取電流的電流值i_a、i_b和i_c，

角度采樣模塊用于獲取電流的角度值θ，

數據預處理模塊用于對所述電流值和角度值進行預處理，

數據處理模塊用于根據預處理后的角度值和電流值進行對電流值進行控制。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述數據處理模塊包括：

坐標變化模塊、PI模塊、載波發生器和SVPWM模塊，

其中坐標變化模塊用于根據預處理后的角度值和電流值進行坐標變化，

PI模塊用于消除電流中的穩態誤差，

SVPWM模塊用于生成電流的PWM波形，

載波發生器用于縮短因生成PWM波形產生的延時時間。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述坐標變換模塊包括：

Clark變換模塊、Park變換模塊和iPark變換模塊，

Clark變換模塊用于對電流值i_a、i_b和i_c進行Clark變換，

Park變換用于對Clark變換后的電流值i_β和i_α進行Park變換，

iPark變換用于對電壓值進行iPark變換。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述Clarke變換為

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述Park變換為

令x₀＝i_β，y₀＝i_α，z₀＝θ進行計算

其中i＝0,1,2,…；當z_i0時，d_i＝-1；否則d_i＝1，經過n次迭代后得到：

其中，

計算電流值i_q＝x_n/A_n，i_d＝y_n/A_n。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述PI模塊根據所述i_q計算電壓值u_α，根據所述i_d計算電壓值u_β。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述iPark變換為

令x₀＝u_d，y₀＝u_q，z₀＝θ進行計算

其中i＝0,1,2,…，當z_i0時，d_i＝-1；否則d_i＝1，經過n次迭代后得到：

其中

計算得到u_α＝x_n/A_n，u_β＝y_n/A_n。

8.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述SVPWM模塊包括：

時間計算模塊、扇形判斷模塊。飽和約束模塊、時間分配模塊、死區設置模塊和PWM生成模塊，其中

時間計算模塊根據扇形判斷模塊和所述uα，uβ計算兩個向量和作用時間t1和t2，

飽和約束模塊用于防止t1與t2的和小于PWM波形的周期時間，

時間分配模塊根據所述t1和t2計算電源器件的開斷時間Ta、Tb和Tc，

死區設置模塊用于防止電源器件同時開通；

PWM生成模塊用于生成PWM波形。