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            EEPW首頁(yè) > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于FPGA和DSP的高壓變頻器中性點(diǎn)偏移技術(shù)的算法實(shí)現(xiàn)

            基于FPGA和DSP的高壓變頻器中性點(diǎn)偏移技術(shù)的算法實(shí)現(xiàn)

            作者: 時(shí)間:2011-08-02 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/150411.htm

              

            仿真波形

              如圖5 所示幅值信號(hào)b[10..0]是由 計(jì)算后,通過(guò)數(shù)據(jù)總線發(fā)送到 中,當(dāng)?shù)刂愤x通后保存此數(shù)據(jù),然后分別給A、B、C 三相,用于和頻率值相乘。gcm_lpm_mult 為乘法器程序圖形,乘法器輸入信號(hào)包括一個(gè)8 位最高有效位(MSB)的乘數(shù)a[7..0]和一個(gè)11 位最高有效位(MSB)的被乘數(shù)b[10..0]及時(shí)鐘信號(hào),輸出一個(gè)19 位最高有效位(MSB)的數(shù)據(jù)out[18..0]。利用ModelSim軟件進(jìn)行仿真,波形如圖7 所示,當(dāng)a 乘以b 后,輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。例如乘數(shù)a=01,被乘數(shù)b=7ff,輸出結(jié)果out=007ff。

              2.5 三角波發(fā)生器及PWM 信號(hào)生成

              的變頻變壓(VVVF)控制方式主要是為了保證磁通不變,如果磁通增加,將導(dǎo)致鐵心飽和,進(jìn)而引起勵(lì)磁電流的畸變,使電動(dòng)機(jī)不能正常工作。VVVF控制主要采用正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)方法,如圖8 所示為單極性SPWM調(diào)制方式。

              

            單極性SPWM調(diào)制方式

              圖8 中(a)為調(diào)制波和載波,(b)為單極性SPWM波形。(a)中的正弦調(diào)制波的周期決定于所需要的調(diào)頻比,等腰三角波的載波的周期決定于載波頻率,振幅不變。如圖9所示,利用Altera 的quartusII 軟件的圖形化解決方案,應(yīng)用VerilogHDL 語(yǔ)言編寫(xiě)子程序,gcm_sjpkzx 為三角波發(fā)生器,在ena 使能的狀態(tài)下,輸出數(shù)據(jù)先增加后減小,通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)數(shù)字量三角波的生成,利用ModelSim 軟件進(jìn)行仿真的波形如圖10 所示。

              

            三角波發(fā)生器及比較器

              

            利用ModelSim 軟件進(jìn)行仿真的波形

              gcm_lpm_compare為比較器,由三角波發(fā)生器輸出的數(shù)據(jù)接到輸入數(shù)據(jù)dataa[10..0],此為三角波數(shù)據(jù)。由乘法器輸出的數(shù)據(jù)接到datab[10..0],取out[18..0]的高11 位,此為正弦波數(shù)據(jù)。當(dāng)三角載波小于基波的時(shí)候輸出為高電平。如圖11 所示,輸出信號(hào)aleb為PWM信號(hào)。3 點(diǎn)偏移

              由生成的PWM信號(hào),進(jìn)行編碼之后,通過(guò)光纖傳送到功率單元。編碼信號(hào)中包括了各種控制信號(hào),如果功率單元產(chǎn)生故障,這其中就會(huì)包含旁通信號(hào),需要偏移的數(shù)據(jù)量,同步信號(hào)等。

              系統(tǒng)充分利用了FPGA(EP1C6Q240C8)的資源,使系統(tǒng)電路獲得極大的簡(jiǎn)化,1 片EP1C6Q240C8 芯片可以完成6 個(gè)功率單元的時(shí)序控制和邏輯控制功能。FPGA 接收 發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了旁通控制及偏移角度的執(zhí)行,每個(gè)周波進(jìn)行一次同步信號(hào)的處理,實(shí)現(xiàn)了故障功率單元在200 ms 內(nèi)完成無(wú)擾動(dòng)旁通。如圖12 所示為A 相1 個(gè)功率單元旁通時(shí)的輸出電壓波形,輸出電流如圖13 所示。從圖中可以看出,在旁路過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生擾動(dòng),保證了異步電動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)行,不影響生產(chǎn)。

              

            輸出波形

              4 結(jié)語(yǔ)

              以FPGA為核心的控制系統(tǒng)具有靈活的重復(fù)可編程能力,強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力及時(shí)序控制能力,它無(wú)疑具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。


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