16+
Вторник
17 июля
Вход |Карта сайта | |Upload |codebook | PARTS

 О смысле всего сущего 0xFF

 Средства и методы разработки

 Мобильная и беспроводная связь

 Блошиный рынок Объявления

caxapa

Микроконтроллеры ARM 

AVR PIC MSP PLD,FPGA,DSP 

Кибернетика Технологии 

Схемы, платы, компоненты 

Программируемая логика и ЦОС

 
   Новая тема Правила Регистрация Поиск »» Архив
Вернуться в конференциюТопик полностью
Nikolay_Po  (20.05.2018 03:36 - 23.05.2018 23:00, файл(ы), ссылка, просмотров: 6462)
Дельта-сигма модулятор вместо ШИМ в частотном преобразователе. Вот  
видео проверки на КЗ . Задумал я тестовый инвертор на три фазы, с шиной 300..400В для решения пары своих задач и обкатки технологии. Попробовал спроектировать классику - ШИМ. Решил делать с обратной связью и с расчётом параметров на каждый такт модуляции. Векторное управление пока не потянул - в имеющиеся контроллеры без плавающей точки и не очень быстрой тригонометрией не сумел уместить расчёт векторной модели. Считать в лоб слишком накладно, а оптимизировать то, что ещё не до конца понял и не могу упростить на бумаге с карандашом - не смог. Да и не требовалось векторное. На данном этапе было достаточно контроля напряжения с защитой по току и от перенапряжения противо-ЭДС нагрузки. Начал раскладывать выборки АЦП, моменты обновления коэффициента заполнения. Стал выбирать частоту для доступных IGBT-модулей. Не понравилось то, что ШИМ выполняет переключения каждый период, что приводит к повышенным потерям на переключение. А так же то, что у ШИМ спектр имеет гармоники тактовой частоты большой амплитуды. Судил-рядил и решил, что раз уж считаю состояние системы каждый период модуляции и обновление порта управления ключами инвертора занимает всего несколько тактов, то ничего не стоит перейти от аппаратной ШИМ к полностью программному управлению. Кроме того, контроллеры, у которых достаточно выходов ШИМ для трёхфазного моста, стоят существенно дороже, чем их аналоги с 2..4 выходами ШИМ. Раз уж есть полный контроль над ключами, то можно переключать их реже. Не каждый такт, а по необходимости. Не копируя готового, шаг за шагом получил дельта-сигма модулятор. Каждый такт измеряются напряжения шины постоянного тока и фазные напряжения. Для уменьшения искажений из-за отрицательного напряжения фазы относительно минуса шины при действии противо-ЭДС, на входы АЦП пришлось добавить смещение от опорного напряжения. Так цикл обсчёта получает информацию о реальных мгновенных напряжениях фаз в моменты, когда нужные ключи уже полностью открыты и через них течёт ток нагрузки. Считаются вольт-секунды и сравниваются с образцовыми синусоидами. Мгновенные значения образцовых напряжений рассчитываются для каждого цикла в соответствии с текущим значением счётчика фазы (скорость приращения фазы определяется потенциометром регулировки частоты) и амплитудой, что задаётся потенциометром регулировки напряжения. Используя факт, что сумма фазных напряжений - ноль, удалось существенно упростить расчёт целевых фазных напряжений относительно минуса шины. Считается и аккумулируется разность между образцовым напряжением и фактическим напряжением фазы. Если аккмулятор отстаёт от образца - включаем верхний ключ. Если опережает - нижний. Каждый такт переключается не более двух ключей. Сначала получалась ерунда. Переключения происходил не оптимально. Местами слишком часто. Местами в противоположном направлении, хотя выгоднее было бы оставаться в нуле. После ввода гистерезиса в модулятор, а так же смещения на входы АЦП, чтобы без потерь измерять отрицательное насыщение ключей или защитных диодов модуля, стало намного лучше. Поправил небольшие алгоритмические ошибки, удалил невостребованное измерение токов фаз. Код стал быстрее. Модуляция точнее. При проверке на максимальных амплитудах увидел "странную" картину, когда на полуволнах синуса, на фазных напряжениях появилось два плато без переключений вместо одного. Нутром чуял, что так надо, что алгоритм работает чётко. Но не понимал, что происходит - специально такой формы я не программировал. Когда поверил в себя, что не накосячил, вспомнил и хлопнул себя по лбу. Это же картинка из книжки, как управлять трёхфазным мостом с полным использованием напряжения шины! Всё встало на свои места. Модулятор, без лишних расчётов, имея во входных данных опорные синусоиды, обеспечил оптимальное напряжение на фазах самостоятельно. Отладку закончил. Защиты, проверки и регулировки работают. Формы напряжений соответсвуют ожидаемым. Это получился 58-й вариант проекта (при каждом подходе переименовываю на следующий номер, оставляя копию предыдущего).
Прикреплённые файлы:
Ерунда.png:52 K
Ерунда2.png:63 K
Лучше.png:59 K
Работа.png:86 K
Работа3(усреднение).png:48 K
Хорошо.png:86 K
Хорошо2.png:102 K
Хорошо3(усреднение).png:53 K

Главная | Карта сайта | О проекте | Проекты | Файлообменник | Регистрация | Вебмастер | RSS
Лето 7526 от сотворения мира. При использовании материалов сайта ссылка на caxapу обязательна.
MMI © MMXVIII