基于FPGA的变频调速控制系统设计+电路图(3)

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图4-6 ROM模块添加数据参数 21

图4-7 Ipm_rom模块 21

图4-8 正弦调制波系统 22

图4-9 加计数模块 23

图4-10 减计数模块 23

图4-11 三角载波发生模块电路图 24

图4-12 比较器模块 24

图4-13 SPWM波形图 25

图4-14 系统总图 26

1 绪论

1.1 变频调速技术研究背景

电机是系统工作中很必须的一个组件，控制电路是调速的核心，它像人的大脑一样，通过处理运算，来做到对电机速度的控制。现在大部分控制交流电动机的方法，都是用小型控制器或者特殊功能的电路板来实现的。在变频频域，小型控制器有很大的用处。但是，因为电力供应有自己的固定模式，所以要适应变频调速的特点，找到好的控制方法很重要。FPGA能实现高控制精度的需要，若要用单一的单片机实现复杂的运动控制，这样会比较困难。所以，许多可用于运动控制的芯片逐渐上市，控制器是超过一般的微控制器外圆与一些专门用于运动控制的电路，CPU运算效率会大大提高。因为专用运动控制芯片不断的发展，运算速度的提高，性价比也很好，所以近年来，这些设备的出现，对电动机控制发展来说的话，是有很大的意义的。

变频调速技术是强电和弱电的结合，不仅能应对巨大的能量转换，又能要处理信息的采集，传输还有互换，因此它被分成通用技术还有控制两部分。前者是高电压大电流还有新型电力电子器件的应用技术，后者是在现代控制理论还有智能控制策略开发的基础上扫除硬件和软件问题。

变频调速能最大限度地让电动机的起动电流被限制，降低电网电压降，实现恒转矩还有变转矩的起动，同时，变频调速可以实现全范围调速，在节能方面效果大，另外，变频调速可以最大限度的减少无功功率，降低无功功率产生的损害。在调速中，它可以对电机转速的起自动调节，较稳定。用多重保护，在有故障的时候，可让生产很快恢复。可知，变频调速技术比传统调速技术有大大的优势，应用前景很大。

1.2 电力电子技术的发展与应用

最近这些年以来，交流变频调速系统被广泛得用在工业、农业、军事和科技等领域当中，变频调速技术在展现交流电动机本身固有的优势的同时，还很好的解决交流电动机的速度的控制方面展现的性能的不足之处。变频就是电力电子器件的一种应用，比如GTR还有IGBT，它们能让50赫兹的交流电或着是其他电源，转换成用户希望得到的电源。它可以分成直接变频(也称为交-交变频)还有间接变频(也称为交-直-交变频)，间接变频能够被分成连续和SPWM变频，常用的一些方法像用调制波和载波的变频调速方法，带磁场跟踪的SPWM方法，还有等面积的变频调速一起的方法等等，交流-交流变频电路，就是在变化电压、电流或控制电路的开关，不变化电路的频率被称做交流电源控制电路，如果是变化频率的电路，就称成变频电路。