基于fpga的開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計-閱讀頁
2025-07-03 14:28本頁面
【正文】 1/24， =，則可以得到N=211。同樣，通過計算可以得到，故等式的分子可選19位全1的數(shù)據(jù)。捕獲信號通過IN1，IN2引腳接入，經(jīng)過XOR門之后，得到15176。倍頻信號高電平期間使能計數(shù)器，對固定頻率的時鐘進行計數(shù)，低電平期間進行速度值的計算（除法運算），最后得到速度值。本設(shè)計系統(tǒng)主函數(shù)主要完成功能：主函數(shù)流程圖見下圖所示：初始化液晶鍵盤函數(shù)功能設(shè)置函數(shù)啟動函數(shù)電機控制函數(shù)給定速度設(shè)置函數(shù)數(shù)速度控制選擇函數(shù)顯示函數(shù)實際系統(tǒng)設(shè)計主函數(shù)截圖如下：圖17 系統(tǒng)主函數(shù)、開關(guān)磁阻電機位置檢測捕獲中斷函數(shù)本設(shè)計捕獲功能的實現(xiàn)是同過NIOS的IO口外設(shè)，將其設(shè)置為2輸入的輸入端口，此時IO口具有捕獲功能，可以檢測開關(guān)磁阻電機的兩個位置傳感器的位置信號，在NIOS軟件編程中讀取捕獲到狀態(tài)值，來確定開關(guān)磁阻的電機A、B、C、D四相，哪一相導管，哪一相關(guān)閉，從而給電機繞組通電，使電機轉(zhuǎn)動起來。由電機結(jié)構(gòu)決定，電機每轉(zhuǎn)動一圈，進24次中斷。捕獲功能的NIOS軟件編程流程圖：進捕獲中斷讀取捕獲值換向函數(shù)清中斷標志本設(shè)計系統(tǒng)實際編程截圖如下：圖19 捕獲中斷函數(shù)、讀速度中斷函數(shù)流程圖在其中斷函數(shù)當中，主要完成速度值的讀取、存儲、賦值給顯示變量及其算法處理。在調(diào)試函數(shù)過程中，出現(xiàn)的誤差相對較大并且不穩(wěn)定，為此，在對讀取的15組數(shù)據(jù)當中，首先進行一個排序處理，按照讀取速度值的大小，從小到大依次排序。這樣有效地避免了轉(zhuǎn)速計算過程中可能會出現(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。此函數(shù)是電機運轉(zhuǎn)的重要函數(shù)。圖22 電機運轉(zhuǎn)狀態(tài)圖電機運轉(zhuǎn)的原理是根據(jù)檢測位置傳感器的狀態(tài)來確定，給電機的某相勵磁繞組通電，驅(qū)使電機轉(zhuǎn)動起來。機械制動是通過機械裝置來卡住電機主軸使其減速，如電磁抱閘、電磁離合器等電磁鐵制動。由于繞組的電阻較小，耗能很快，有一定的危險性，可能燒毀電機。交流電機制動采用改變相序的方法產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，原理類似。（3）能耗制動：制動時在電機的繞組中串接電阻，電動機相當于發(fā)電機，將擁有的能量轉(zhuǎn)換成電能消耗在所串接電阻上。（4）能量回饋制動：當采用有源逆變技術(shù)控制電機時，將制動時再生電能逆變?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)上從而實現(xiàn)制動。而在NIOS軟件編寫當中，只需要根據(jù)讀到的電平狀態(tài)，增加或減小PWM的數(shù)值，從而實現(xiàn)脈沖寬度的調(diào)制，達到對電機轉(zhuǎn)速自動控制的目的。如圖所示：圖25 PWM調(diào)節(jié)函數(shù)（三）實物設(shè)計圖電機轉(zhuǎn)速動態(tài)顯示 IGBT功率橋 IGBT驅(qū)動電路 FPGA主控制板
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