三相直流无刷电动机变频操控的远洋捕捉设备电路设计

• 项目及可行性剖析

1. 项目名称：依据FPGA的三相直流无刷电动机变频操控的远洋捕捉设备电路规划

2. 项目主要内容：远洋捕捉设备在实践的工作进程中要具有依据鱿鱼分量的巨细而主动调理为加快或减速状况的功用，而且要具有计量钓绳长度的才能以完成当钓绳被悉数卷起时钓机主动间断的功用。

本项目选用FPGA操控三相直流电机，运用其间的EAB能够构成寄存电机各相电流所需的操控波形数据表和运用FPGA规划的数字比较器能够同步发生多路PWM电流波形，对三相直流电机进行灵敏操控，然后满意远洋捕捉设备在实践工作进程中的所需。

1. 立异性：运用XLINX公司的FPGA、功率器材智能模块IPM PS21865 和霍尔传感方位侦测，完成直流无刷电动机驱动和调速，直流无刷电动机BLDC选用电子换向器代替了传统直流电动机的机械换向设备，克服了电刷和换向器所引起的噪声、火花、电磁搅扰、寿命短等弊端。直流无刷电动机既具有沟通电动机的结构简略、工作牢靠、维护便利等。而这些用传统的单片机和DSP的操控都难以到达相同的操控效果。

2. 实用性：运用FPGA完成多路PWM操控，无须外接D/A转换器，使外围操控电路大大简化，操控方法简练，操控精度高、操控效果好；操控器选用通用的微操控器AT89S51，技能老练，本钱低价。

可完成性：

FPGA模块规划是经过查询ROM的方法，获取所存储的PWM波形数据，再经由数字比较器发生相应的PWM波形输出。FPGA模块在接纳到操控器AT89S51模块发送过来的指令后，经过对地址计数器进行操控而获取不同PWM波形数据，能够输出三相直流电机的旋转方向、滚动速度、作业/间断状况的操控信号。

IPM模块对FPGA模块输出的操控信号进行功率放大，然后完成对三相直流电机速度的操控。一起，IPM模块也会回来三相直流电机的过载维护和犯错维护信号到操控器AT89S51模块，操控器模块在接纳到过载维护和犯错维护信号之后会向FPGA模块宣布间断指令，FPGA模块依据指令间断三相直流电机的工作，然后起到维护电机的效果。

• 项目实施方案

方案根本结构图

图3-1

方案描绘

现在大多数远洋渔船装备的远洋捕捉设备电源操控，仍是选用以往的稳恒输出方法，即电源操控电动机的信号安稳，以完成匀速操控钓线设备。在实践使用进程傍边暴露出许多问题，传统的操控方法不能主动应对一些特殊情况，比方捕捉鱼类数量忽然增多形成钓机过载，或许因为掉落形成捕捉设备空载，以及钓线设备现已收回完毕，电动机不能主动间断，这时候无法及时变频操控电动机的电源输出，极容易发生事端。所以电动机变频及操控的问题需求得到及时处理。咱们小组成员方案运用FPGA技能，规划一个三相直流无刷电动机变频操控的远洋捕捉设备电路。以到达灵敏智能操控钓线设备，应对特殊情况。

直流电机无刷操控原理

电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，与三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有方位传感器。驱动器由功率电子器材和%&&&&&%等构成，功用是：承受电动机的发动、间断、制动信号，以操控电动机的发动、间断和制动；承受方位传感器信号和正回转信号，用来操控逆变桥各功率管的通断，发生接连转矩；承受速度指令和速度反应信号，用来操控和调整转速；供给维护和显现等。直流无刷电动机的操控原理简图如图3-2 。