常国祥， 杨金龙， 王少骥， 张卫芳

(1．黑龙江科技大学 电气与控制工程学院，哈尔滨150022;2．郑州铁路局，郑州450000)

0 引 言

当今世界，能源危机已经成为人类社会共同面对的难题，如何提高电能利用率和质量是一项重要的研究课题。多电平技术与两电平技术相比，由于其可以使用较低耐压等级的功率开关组合，输出较高的电压等级，所以，多电平技术在一些能量双向流动的中高压大功率场合中，已经得到了很好的应用［1－2］。多电平逆变技术成为研究最多、应用最广泛的控制技术。传统的五电平SVPWM 算法需要对大扇区和小扇区分别进行判断，算法类似于两电平，其中也涉及到三角函数和查表，计算量非常大［3］，严重制约了在现代工业中的应用。基于此，笔者采用基于45°坐标系的五电平SVPWM 算法，这种坐标系下各个坐标均为整数，避免了繁杂的三角函数变换，可以极大简化多电平空间矢量算法的计算量。笔者试图通过MATLAB 和以EP2C8Q208C8 型FPGA 为控制核心的实验平台实现这种算法，再与传统五电平算法的结果进行比较，以验证该算法的有效性。

1 五电平SVPWM 算法

1.1 传统SVPWM 算法

五电平逆变电路对应的空间矢量一共有53即125 个电压空间矢量，它们之中基本电压矢量为61个。传统五电平矢量分布见图1。对于五电平逆变器矢量，每个60°区域小三角形数量为16。可见，传统的空间矢量的算法对于电平数大于三的多电平逆变电路，计算量大且不利于计算，尤其在时间计算方面。因此，当采用45°坐标系的五电平SVPWM 算法时，运算量会得到极大的简化［4］。……