Реалізація блока просторово-векторної широтно-імпульсної модуляції у складі контролера індукційного двигуна на базі пліс

Abstract

Актуальність теми дослідження. Вдосконалення електромобілів і громадського електротранспорту відбувається за рахунок переходу на електричні тягові установки прямого частотно-керованого привода на основі індукційного двигуна із короткозамкненим ротором та векторною системою керування. Постановка проблеми. Якість роботи обмежує швидкодія цифрової системи керування, яка має виконувати велику кількість складних обчислень над векторами. Аналіз останніх досліджень і публікацій. У рішеннях на основі сигнальних мікроконтролерів із вбудованими апаратними модулями максимальна частота ШІМ обмежена архітектурою процесора послідовної дії. У структурах з використанням ПЛІС функції координатних перетворень реалізовано на основі логічних і арифметичних субблоків, які в результаті синтезу займатимуть надмірний обсяг ресурсів. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Більш ефективне рішення – із визначенням тригонометричних функцій табличним методом з перемиканням базових векторів за допомогою окремого детермінованого цифрового автомата. Постановка завдання. Метою дослідження є розробка алгоритмів побудови блоку просторово-векторної широтно-імпульсної модуляції у складі контролера індукційного двигуна на базі ПЛІС і реалізація окремих складових із використанням мови опису апаратури VHDL. Виклад основного матеріалу. Запропонована структура та алгоритм функціонування блоку у складі відслідковувача сектора векторної модуляції, детермінованого автомата векторної модуляції, реверсивного лічильника, таблиці відліків функції синуса, двоканального ШІ-модулятора, блоку розподілу сигналів модуляції. Усі блоки описано на VHDL і об’єднано у глобальну сутність. На часових діаграмах вихідних сигналів векторного модулятора присутнє заповнення ШІМ-сигналом, який промодульовано за синусоїдальним законом. Висновки відповідно до статті. Розроблено новий алгоритм побудови гнучкого блока просторово-векторної широтно-імпульсної модуляції у складі контролера індукційного двигуна на базі структур змінної розрядності в ПЛІС.