基于fpga的開關磁阻電機調速系統(tǒng)的設計畢業(yè)設計(已修改)
2025-06-30 14:28 本頁面
【正文】 基于FPGA的開關磁阻電機調速系統(tǒng)的設計開關磁阻電機調速系統(tǒng)主要有開關磁阻電機、功率變換器、液晶顯示、按鍵操作、位置檢測和FPGA控制器等六大部分組成, 如圖1所示。功率變換器向SRM提供運轉所需的能量，由蓄電池或交流電整流后得到的直流電供電；轉子位置檢測器負責位置信號的檢測是SRM同步運行和系統(tǒng)控制的重要基礎。FPGA主控制器是系統(tǒng)的中樞，它綜合處理速度指令速度反饋信號及電流傳感器，轉子位置檢測器的反饋信息電，流檢測器負責檢測實時電流，是SRM安全運行的保障和系統(tǒng)閉環(huán)的基礎，以上各部分相輔相成 構成一個有機的整體。圖 1開關磁阻電機調速系統(tǒng)（一） 硬件設計原理圖、FPGA開發(fā)板原理圖FPGA開發(fā)板頂層原理圖主要由JTAG接口、主板數碼管、發(fā)光二極管、鍵盤電路VGA電路、RS232電路接口、電源電路模塊、時鐘及時鐘分頻電路組成。如圖2所示，F(xiàn)PGA開發(fā)板頂層的接口電路的分配關系。圖 2 開發(fā)板頂層原理圖、FPGA電源電路電源電路是保證整個FPGA硬件系統(tǒng)正常工作的核心部件。沒有電源電路系統(tǒng)是無法工作的，本系統(tǒng)將交流電源經過整流濾波之后到到直流電壓，使用三端穩(wěn)壓管，得到5V的直流電壓，供給FPGA硬件系統(tǒng)，保證開發(fā)板的正常工作。圖 3 FPGA電源電路、JTAG電路JTAG是一種國際標準測試協(xié)議，主要用于芯片的內部測試，現(xiàn)在許多的高級器件都支持該協(xié)議，如單片機，DSP,FPGA等器件。標準的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO,分別是模式選擇、時鐘、數據輸入、數據輸出線。JTAG電路是下載程序所必須的電路，在PC機上編寫好的程序，經過編譯處理之后，生成相應的可執(zhí)行文件，通過JTAG電路將文件下載到芯片內部。如圖4所示：圖 4 JTAG電路、功率橋模塊原理圖此模塊是由六個IGBT組成的多用橋，可以通過跳線連接成所需要的H橋，三相全橋，四相不對稱半橋等。在本設計中所需要是四相不對稱半橋，所以只需要連接TX21,TX11和TX41，TX31就能組成四相不對稱半橋。此模塊在本設計中有著至關重要的作用，通過PWM脈沖功率橋的驅動模塊來控制IGBT的導通與關斷從而能達到讓電機運轉目的。如圖5所示：圖5多功能功率橋、IGBT驅動電路圖本模塊是多用橋的驅動模塊主要由M57962L芯片構成，如果M57962L的第十三管腳PWM輸入引腳為低電平時B1和E1產生15V的電壓驅使IGBT的導通，而當PWM輸入為高電平時B1和E1產生9V的電壓驅使IGBT的關斷。從而能夠根據PWM的占空比來調整IGBT導通或關斷的時間，進而能夠改變輸出的電流大小。此外M57962L還具有過壓保護功能。如圖6所示：圖6 IGBT驅動電路、光電隔離原理圖光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再
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