题目：基于SOPC的变频调速系统的研究与实现

本文以国家高技术研究发展计划（“863”计划）子课题“面向数控铣和加工中心的嵌入式伺服驱动关键技术及实验研究”（子课题编号：2004AA424313）为依托，研究了基于SOPC（System on Programmable Chip）的变频调速系统。 电压空间矢量脉宽调制技术（Space-Vector Pulse Width Modulation）是基于磁链追踪思想的一种PWM技术，与传统的SPWM技术相比，具有直流母线电压利用率高，开关损耗小，便于实现数字化的特点。本文研究内容包括变频调速系统的硬件系统和软件系统两大部分。在硬件系统方面：硬件系统是整个变频调速系统的基础。通过对变频调速系统硬件电路的分析，设计了基于FPGA+IPM的硬件平台。该硬件平台包括主电路、控制电路、IPM驱动电路、开关电源电路、保护电路、键盘及显示电路。保护电路主要有过压、欠压和IPM保护，它们是变频器硬件系统的重要组成部分。在此硬件系统上实现的SOPC可以把具有运算能力的CPU和具有强大逻辑功能的FPGA完美地结合在一起；而且SOPC具有可重构性，可以根据用户的需求灵活定制IP软核，缩短硬件的设计周期。在软件系统方面：本文在FPGA上嵌入Nios II处理器系统，实现了SOPC技术，并在此基础上设计了软件控制系统。该软件系统包括主程序、PWM波形发生程序、故障保护程序、键盘和显示程序。最后，在该变频调速系统上进行了51T40A-S3型三相异步电机的SVPWM模式开环控制实验，得到了幅值310V的双极性调速矩形波，实现了10Hz~40Hz调速，低频时谐波小，波形良好，验证了设计的正确性。