基于FPGA的交流電機調(diào)速控制系統(tǒng)研究.pdf

1、從二十世紀末開始，由于變頻調(diào)速可以精確的實現(xiàn)速度控制，能夠便捷地控制機械的傳動位置變化而被廣泛地應(yīng)用在電機拖動的場合。變頻調(diào)速能夠很大程度地實現(xiàn)工藝上的高效性并且在保證電機質(zhì)量的基礎(chǔ)上，比定速運行更加節(jié)能，為我國的國民經(jīng)濟發(fā)展做出了重要的貢獻。
　　 現(xiàn)場可編程門陣列器件FPGA是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它簡潔、經(jīng)濟、高速度、低功耗，并且全集成化、適用性強、便于開發(fā)和維護升級，在越來越多的領(lǐng)域中得到了日益廣泛的發(fā)展與應(yīng)

2、用，特別是在交流電機的數(shù)字控制技術(shù)領(lǐng)域中，使電機的調(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)計方案，搭建了由FPGA芯片、DSP最小系統(tǒng)、電流檢測電路、轉(zhuǎn)速和位置測量電路等組成的硬件平臺，并對該系統(tǒng)進行了硬件調(diào)試。文中介紹了電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)原理，并重點研究了基于FPGA的SVPWM的實現(xiàn)方法。根據(jù)其算法將SVPWM按功能劃分為扇區(qū)計算模塊、基本電壓矢量作

3、用時間計算模塊、過調(diào)制控制模塊、SVPWM時間生成模塊、調(diào)制波生成模塊和脈沖生成模塊等六個子功能模塊。先對各個子模塊進行設(shè)計、仿真、驗證，再將整個系統(tǒng)組合起來進行仿真、驗證，最后在設(shè)計的硬件平臺上測試了PWM波形。
　　 最后以電機為控制對象進行了開環(huán)變頻試驗，電機能夠正常運行，且電機定子電流為正弦波，表明基于FPGA的SVPWM模塊功能正確，達到了預(yù)期的目標。本文利用FPGA實現(xiàn)SVPWM，開發(fā)周期短，可移植性好，能夠以IP核