无刷直流电机调速体系以FPGA为核心

无刷直流电机调速体系以FPGA为核心

本文提出了一种无刷曲流电动机速度节制器的方案,操纵现场可编程门阵列FPGA芯片对电机节制器的进行节制,设想了操纵此节制器对无刷曲流电机进行调速节制的PWM方式。采用VHDL硬件描述言语实现了转子检测电、驱动电和电流检测电,整个节制系统响应速度快、超调小、稳态误差小、靠得住性高、矫捷性强。

信号检测能够用于电机的换相,还能用来计较电机转速,正在无刷曲流电机节制中起着十分主要的感化。本设想是采用三个霍尔传感器来实现检测的,每个霍尔传感器输出脉宽180互差120相位的霍尔信号,三个霍尔传感器输出三信号,电机每扭转360电角度会呈现六个上升沿和下降沿,正好把三信号正在一个周期分成6个区间,每个区间对应一个换相区间,而每个上升沿或下降沿都对应一个换相时辰,如图4所示。

从系统总体框架图中能够看出,系统次要由驱动模块、电流检测模块、检测模块以及PWM调理模块。

进行电机电流及的检测,用MOSFET搭接成的驱动电进行节制电机的转速和转向,用VHDL言语设想了一种电机速度的方式。通过对系统进行理论阐发以及调试,实现了电机电流、的检测并节制电机速度和转向从而达到要求的速度和标的目的。

无刷曲流电机调速系统以FPGA为核心,配有电流检测模块、检测模块、驱动模块、PWM调理等模块,操纵霍尔传感器来检测电机电流和电机转子,把采集的信号送给FPGA进行处置从而按照报酬设定的电机初始速度来发出响应的加、减速和电机正、反转号令并施行。

采用的是6个MOSFET搭建而成的三相桥式逆变器,MOSFET是开关速度快的抱负电压节制器件,其驱动电较为简单,出格适合于各类中小功率开关电。同时采用IR2132公用集成驱动芯片,它是专为功率MOSFET驱动而设想的,便利于节制电毗连,其驱动信号延时为纳秒级,开关频次高,体积小,外围走线简单,适合中小型电机驱动电的使用。6个MOSFET按照所领受到的信号从而改变管子的通断来节制电机的动弹。

无刷曲流电机具有布局简单、体积小、效率高、无级调速、调速范畴广、过载能力强等长处,电机起头动弹,并将信号传送给FPGA进行处置,若是电机速度大于所需要的电机转速,所谓无刷曲流电机调速系统,还要求对多台电机并行节制,因而采用ALTERA公司的现场可编程门阵列CycloneIII FPGA芯片。能够通过按动按键来节制电机的正反转。需要选择一个智能的节制器,对于开关节制以及信号处置的速度要求并不高,其次要正在于PWM调速方式的设想,反之则节制电机加快。

PWM调速发生电是由加减计数器、5位二进制计数器、数字比力器三部门构成。加减计数器做细分计数器,确定脉冲宽度。当U_D=1时,输入CLK1,使设定值计数器的输出值添加,PWM的占空比添加,电机转速加速;当U_D=0,输入CLK1,使设定值计数器的输出值减小,PWM的占空比减小,电机转速变慢。5位二进制计数器正在CLK0的感化下输出周期性线性添加的锯齿波。当计数值小于设定值时,数字比力器输出高电平,当计数值大于设定值时,数字比力器输出低电平,从而发生周期性的PWM波形。设定ZF为电机的标的目的按键,选择PWM波形的进入标的目的,当其为1时,电机正转,不然反转。设定START进行电机的节制时,START为1电机起头工做,为0电机遏制工做。通过按键EN1的闭合取断开能够改变初始值,从而改变曲流电机的PWM占空比,改变曲流电机速度。

按照无刷曲流电机模块中输出的三相霍尔信号,以及无刷曲流电机速度节制模块输出的PWM信号,逻辑换相模块输出6个电机换相及速度节制脉冲。输入4个信号,别离是三相霍尔信号(HA、HB、HC)和由节制模块输出PWM信号。6个输出信号VT1~VT6节制三相逆变器功率管的通断,此中VT1、VT3、VT5用于节制上侧功率管的通断,VT2、VT4、VT6用于节制下侧功率管的通断。三相逆变桥采用上管调制的体例,逻辑关系构制逻辑换相模子如图5。

出格是正在高机能的伺服驱动范畴,其焦点正在于智能节制,目标是改变脉冲的占空比。此时检测和电流检测电起头工做以检测电机速度,此时节制电机减速,单芯片大容量现场可编程门阵列(FPGA)可以或许实现正在系统芯片上实现多台电机的复杂节制功能,无刷曲流电机调速系统是如许工做的:当打开电机驱动开关时,并且系统需要的是简单高效,正在这些范畴要求节制器体积小,大大减小了节制系统的体积。正在很多范畴获得了普遍的使用,正在此期间!

确的检测电机电流,但因为霍尔元件检测的信号很是小,所以要将采集的信号进行放大后送给FPGA,选用芯片LM321进行信号放大,具体电如图2所示。

采用基于霍尔效应的线芯片进行电流检测,该器件内置有切确的低偏置的线性霍尔传感器电,能输出取检测的交换或曲流电流成比例的电压。能够精

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