基于fpga的開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-18 14:12本頁面
【正文】 提高速度的精度，我們?nèi)?5組數(shù)據(jù)，存放在數(shù)組當(dāng)中，用于求取速度的平均值。在調(diào)試函數(shù)過程中，出現(xiàn)的誤差相對(duì)較大并且不穩(wěn)定，為此，在對(duì)讀取的15組數(shù)據(jù)當(dāng)中，首先進(jìn)行一個(gè)排序處理，按照讀取速度值的大小，從小到大依次排序。然后，在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，去掉最小的4個(gè)數(shù)據(jù)和最大的5個(gè)數(shù)據(jù)，剩下中間的6個(gè)數(shù)據(jù)，求取平均值。這樣有效地避免了轉(zhuǎn)速計(jì)算過程中可能會(huì)出現(xiàn)的壞值，解決了轉(zhuǎn)速值不穩(wěn)定的現(xiàn)象，大大提高了控制精度。、正反轉(zhuǎn)相序轉(zhuǎn)換函數(shù)正轉(zhuǎn)相序和反轉(zhuǎn)相序是根據(jù)電機(jī)結(jié)構(gòu)而定的，電動(dòng)機(jī)在出廠的時(shí)候就已經(jīng)確定了的。此函數(shù)是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要函數(shù)。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)：0010110100；電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)：0001111000；狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如下圖所示。圖22 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)圖電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的原理是根據(jù)檢測位置傳感器的狀態(tài)來確定，給電機(jī)的某相勵(lì)磁繞組通電，驅(qū)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。NIOS軟件編程如下：圖23 正反轉(zhuǎn)相序轉(zhuǎn)換函數(shù)、制動(dòng)相序轉(zhuǎn)換函數(shù)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式主要有機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)是通過機(jī)械裝置來卡住電機(jī)主軸使其減速，如電磁抱閘、電磁離合器等電磁鐵制動(dòng)。而在實(shí)際應(yīng)用中多采用電氣制動(dòng)，常用的電氣制動(dòng)方式有：（1）短接制動(dòng)：制動(dòng)時(shí)將電機(jī)的繞組短接，利用繞組自身的電阻消耗能量。由于繞組的電阻較小，耗能很快，有一定的危險(xiǎn)性，可能燒毀電機(jī)。（2）反接制動(dòng)：直流電機(jī)制動(dòng)，將電機(jī)的電源正負(fù)極反接，改變電樞電流的方向，這樣轉(zhuǎn)矩的方向也改變，使得轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的方向相反。交流電機(jī)制動(dòng)采用改變相序的方法產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，原理類似。反接制動(dòng)制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)迅速，控制電路簡單，設(shè)備投資少，但制動(dòng)準(zhǔn)確性差，制動(dòng)過程中沖擊力強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)部件。（3）能耗制動(dòng)：制動(dòng)時(shí)在電機(jī)的繞組中串接電阻，電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，將擁有的能量轉(zhuǎn)換成電能消耗在所串接電阻上。這種方法在各種電機(jī)制動(dòng)中廣泛應(yīng)用，變頻控制也用到了。（4）能量回饋制動(dòng)：當(dāng)采用有源逆變技術(shù)控制電機(jī)時(shí)，將制動(dòng)時(shí)再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，并將電能消耗在電網(wǎng)上從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。圖 24 制動(dòng)轉(zhuǎn)換函數(shù)、PID調(diào)節(jié)PWM脈沖寬度的實(shí)現(xiàn) 由于本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，PID的計(jì)算過程是一個(gè)單獨(dú)搭建的電路模塊，計(jì)算得到最終結(jié)果值有正負(fù)之分，通過一個(gè)比較器和0進(jìn)行比較，根據(jù)比較計(jì)算結(jié)果，如果計(jì)算值大于0輸出高電平，若小于0則輸出低電平。而在NIOS軟件編寫當(dāng)中，只需要根據(jù)讀到的電平狀態(tài)，增加或減小PWM的數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)脈沖寬度的調(diào)制，達(dá)到對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)控制的目的。在NIOS實(shí)際軟件編程當(dāng)中，在程序編寫過程中讀取PID計(jì)算的結(jié)果，改變PWM的值。如圖所示：圖25 PWM調(diào)節(jié)函數(shù)（三）實(shí)物設(shè)計(jì)圖電機(jī)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)顯示 IGBT功率橋 IGBT驅(qū)動(dòng)電路 FPGA主控
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