基于FPGA的交流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)研究.pdf

1、從二十世紀(jì)末開(kāi)始，由于變頻調(diào)速可以精確的實(shí)現(xiàn)速度控制，能夠便捷地控制機(jī)械的傳動(dòng)位置變化而被廣泛地應(yīng)用在電機(jī)拖動(dòng)的場(chǎng)合。變頻調(diào)速能夠很大程度地實(shí)現(xiàn)工藝上的高效性并且在保證電機(jī)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，比定速運(yùn)行更加節(jié)能，為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。
　　 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列器件FPGA是近年來(lái)嶄露頭角的一類新型集成電路，它簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)、高速度、低功耗，并且全集成化、適用性強(qiáng)、便于開(kāi)發(fā)和維護(hù)升級(jí)，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中得到了日益廣泛的發(fā)展與應(yīng)

2、用，特別是在交流電機(jī)的數(shù)字控制技術(shù)領(lǐng)域中，使電機(jī)的調(diào)速精度和控制性能都得到了不斷的改善和提高。
　　 本文給出了基于FPGA的交流變頻控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，搭建了由FPGA芯片、DSP最小系統(tǒng)、電流檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)速和位置測(cè)量電路等組成的硬件平臺(tái)，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了硬件調(diào)試。文中介紹了電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)原理，并重點(diǎn)研究了基于FPGA的SVPWM的實(shí)現(xiàn)方法。根據(jù)其算法將SVPWM按功能劃分為扇區(qū)計(jì)算模塊、基本電壓矢量作

3、用時(shí)間計(jì)算模塊、過(guò)調(diào)制控制模塊、SVPWM時(shí)間生成模塊、調(diào)制波生成模塊和脈沖生成模塊等六個(gè)子功能模塊。先對(duì)各個(gè)子模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證，再將整個(gè)系統(tǒng)組合起來(lái)進(jìn)行仿真、驗(yàn)證，最后在設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)上測(cè)試了PWM波形。
　　 最后以電機(jī)為控制對(duì)象進(jìn)行了開(kāi)環(huán)變頻試驗(yàn)，電機(jī)能夠正常運(yùn)行，且電機(jī)定子電流為正弦波，表明基于FPGA的SVPWM模塊功能正確，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。本文利用FPGA實(shí)現(xiàn)SVPWM，開(kāi)發(fā)周期短，可移植性好，能夠以IP核