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在图2中，经电流传感器测得的各相电流值inew与经滤波模块后得到的基波电流值idd求差后，得到此时电流的波动趋势，根据这种趋势的方向和大小，在原调制波上叠加usu大小的抑制量，从而形成一种负反馈，达到抑制电流脉动的作用。

式中：k为比例系数；Ts为SPWM载波周期。
2．4 中点电位平衡控制算法
中点平衡算法采用VHDL语言实现，算法参考文献，此处不再赘述。
2．5 同步分析
图3示出DSP与FPGA之间的信号连接图，虚线框内为原有的两电平连接图。FPGA和DSP之间通过扩展接口相连，接口信号包括双向8位数据总线D0～D7及13位地址总线A0～A12、片选信号DS．OPTION、读信号RD、写信号WR、复位信号RESET和+5 V电源。FPGA内建立的三电平PWM IP核中，译码模块通过地址总线、读写信号和片选信号产生各寄存器的选通信号，数据总线通过选通信号完成对应地址的数据寄存器的读取或写入。文献中也提到了类似的实验平台，区别在于DSP和FPGA之间无硬件同步信号，若不采取措施，则会使得DSP程序和FPGA程序的中断不同步，两者间微小的误差经过一段时间的累计会造成电流周期性脉动。此处采用软件同步的方法，通过在DSP每次中断开始时控制FPGA内三电平PWM IP核中的同步信号使能寄存器，将载波发生器清零，实现了DSP和FPGA的同步，保证了系统长时间运行的可靠性。

3 硬件条件和实验参数
在AC／DC／AC变频器上进行了开环V／F控制的实验，整流侧采用不控整流电路，输入线电压为380 V，逆变侧为二极管箝位三电平逆变器结构，负载为30 kW异步电机。开关频率设为1 kHz，采样时间为1 ms，设置的死区时间为10μs。实验主要验证了电压利用率算法和低频情况下死区补偿算法、阻尼振荡抑制算法的正确性。

4 实验结果及分析
图4分别为5 Hz，30 Hz时加入零序电压注入算法的三电平相电压波形。在图4中，线性调制区内，m=1．154时，电压利用率达到100％。变频器输入、输出线电压皆为380 V。

图5为流入电机的a，b，c三相电流，经3s／2s变换后得到的iα，iβ波形。图5a，b为2 Hz时加入死区补偿算法前后的波形。可见，加入死区补偿算法后iα，iβ波形明显好转。图5c为10 Hz时加入死区补偿后的波形，此时电流出现了振荡。图5d为10 Hz时加入死区补偿和阻尼振荡抑制算法的波形，可见电流振荡得到明显改善，证明了阻尼振荡抑制算法的正确性。

5 结论
采用FPGA实现了原有两电平控制板向三电平控制系统的转换，DSP负责的控制算法部分和FPGA负责的发波部分相互独立。同时，构建了三电平PWM IP核，利用硬件描述语言编写了PWM调制算法、中点电位平衡算法、死区补偿算法、阻尼振荡抑制算法及零序电压注入算法。实验结果证明了利用FPGA实现两电平向三电平转换的可行性及PWM IP核的正确性，为三电平系统的实用化提供了一种具体的实现思路。

关键词： FPGA 三电平 方式 原理