单元串联拓扑结构已经成为当前高压变频领域主要的研究方向之一。因此,本课题研究开发了一种应用于此拓扑结构的基于FPGA的多路SPWM控制器。本文对SPWM调制原理进行了分析,在此基础上对多路SPWM控制器的硬件和软件进行了设计,并最终通过了实验验证。首先,本文介绍了实验系统的结构、调制方法及故障诊断。实验系统以单元串联拓扑结构高压变频系统为实验平台。论文中通过对几种调制方法的分析,对比他们优缺点,最终决定采用载波水平移相SPWM调制,并从理论上分析了SPWM脉冲宽度的计算方法。同时给出了系统故障的分类。其次,设计了以FPGA为核心的控制器的硬件电路:分为脉冲扩展板的硬件电路设计和外围硬件电路设计。其中脉冲扩展板的硬件电路设计包括FPGA和CPLD的硬件设计等;外围硬件电路设计包括光纤接口板中针对CPLD的设计、故障判定电路设计和光纤传输等。通过以上电路的设计,从硬件上保证了控制器能够完成脉冲分配及故障诊断的功能。接着,设计了系统软件。在硬件设计的基础上,采用VHDL语言对FPGA及CPLD进行编程,实现了控制器以下功能:接收中心控制板算出的SPWM脉冲宽度数据,产生SPWM脉冲;将产生的SPWM脉冲通过光纤分配给各功率单元;从各功率单元采集故障信号;对故障信号编码并发送至中心控制板。最后,本控制器在6kV/22kW实验平台上完成了调试,通过对实验波形的分析得出,本控制器能够应用于单元串联变频调速系统中,可以产生多路SPWM脉冲,故障诊断安全可靠,系统运行稳定,达到了设计要求。