如今電力電子電路的控制旨在實現(xiàn)高頻開關的計算機控制,并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(Field Programmable Gate Arrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路,它具有簡潔、經(jīng)濟、高速度、低功耗等優(yōu)勢,又具有全集成化、適用性強,便于開發(fā)和維護(升級)等顯著優(yōu)點。與單片機和DSP相比,F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快,這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發(fā)展的需要。因此,在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應用。 本文提出了一種采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實現(xiàn)數(shù)字化變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設計方案。該系統(tǒng)能產(chǎn)生三相六路正弦脈寬調(diào)制(SPWM)波形;調(diào)制頻率范圍為0~4KHZ,分7級控制;16位的速度控制分辨率;載波頻率分8級控制,最高可達24KHZ;系統(tǒng)接口兼容Intel系列和Motorola系列單片機;該系統(tǒng)控制簡單、精確,易修改,可現(xiàn)場編程;同時具有脈沖延時小、最小脈沖刪除、過壓和過流保護功能等特點,可應用于PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字化控制。文中對方案的實現(xiàn)進行了詳細的論述,主要包括系統(tǒng)設計的理論分析,系統(tǒng)結構設計及在FPGA硬件上的實現(xiàn),最終驗證了該控制系統(tǒng)的可行性和有效性。 數(shù)字化設計是本系統(tǒng)的特點,系統(tǒng)最終生成的三相SPWM脈沖是基于三相正弦調(diào)制波和三角載波比較得到的。設計時,充分結合FPGA器件的結構特點,利用一種改進結構的數(shù)字控制振蕩器(NCO)來產(chǎn)生正弦波樣本,在一定程度上解決了傳統(tǒng)NCO產(chǎn)生正弦波的精度和頻率相互制約的問題;把分時復用數(shù)字通信原理結合到系統(tǒng)的設計中,設計出分時運算電路,使得系統(tǒng)在同步時鐘下,生成三相正弦調(diào)制波而不影響系統(tǒng)的速度,同三角載波邏輯比較后,最終得到三相SPWM脈沖序列。
標簽:
FPGA
變頻調(diào)速控制
系統(tǒng)設計
上傳時間:
2013-07-05
上傳用戶:duoshen1989