异步电动机软起动及节能控制12

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1、北方交通大学%级硕士研究生毕业论文图2.3软起动节能调节控制原理图接下来我们对该图中的两大功能模块start_stop(软起动软停止控制模块)和jieneng(节能控制模块)分别进行下一层次的设计。2.2软起动软停止控制模块的设计该模块又可以根据其逻辑功能划分为两个较小的模块，分别是软起动控制模块(softstart)和软停止(softstop)模块用VHDL语言编程，经过逻辑综合与优化后产生的原理图如图2.4所示。FPGA在异步电动机软起动及节能控制方面的应用北方交通大学%级硕士研究生毕业论文图2.4软起停

2、控制模块原理图2.2.1软起动控制模块接下来我们对图2.4中的软起动(softstart)模块进行下一层次的FPGA设计。2.2.1.1软起动运行的特性曲线异步电动机软起动是指装置输出电压按一定规律上升，使被控电动机电压由零升到全电压，且其转速相应地由零平滑加速至额定的过程，异步电动机软起动运行的特性曲线见图2.5所不。、，。tkv,_!日VkIclV”吐tclttrit图2.5软起动特性曲线图2.6限流控制曲线FPGA在异步电动机软起动及节能控制方面的应用北方交通大学96级硕士研究生毕业论文设置初始电压(V

3、p)等于能带动负载的起始电压，然后在调整时间(trl)内，电压由Vp上升到线电压，这样能保证平滑而无冲击的起动。为了克服大静摩擦负载，突跳起动这一特点是有效的，在可调的突跳时间(tk)内产生可调的突跳脉冲电压(Vk)，用以克服最大静摩擦，然后按设定的斜率上升到线电压。在起动过程中应保证恒流起动，如图2.6所示，在给定的时间(tc1)内，使电流保持在调整的值(Icl)，这可使大惯性负载以最小电流被起动，加速。根据电网容量，也可设置一个最大电流值，在有限电力时，有效地起动电机。2.2.1.2软起动控制的功能设定我

4、们给定三个开关11，开关12和开关13，使用户可选用8种上升时间(上升时间就是输出电压从基准值到满压的时间)，范围是0.5一60秒，具体情况参见表2.1所示。实际的负载加速时间可能是不同的。表2.1开关H开关12开关13斜坡上升时间下下下60(240)秒下下上30(120)秒下上下20(80)秒下上上10(40)秒上下下5(20)秒上下上3(12)秒上上下1(4)秒上上上0.5(2)秒(括号内的值为开关23在‘上’时的时间)开关19用来选择突跳起动功能，在‘上’时，突跳起动功FPGA在异步电动机软起动及节能控

5、制方面的应用26北方交通大学96级硕士研究生毕业论文能有效。开关110用来设定突跳起动电平，‘上’时为70%,‘下’时为90%开关111和开关112用来设定突跳起动时间，见下面的表22。表2.2开关III开关112突跳起动时间上上上下下上下下开关21和开关22设定了供给电动机的起始电压，即基准电压，它可调整到刚好起动并运行的值，见下面的表2.3所示。表23开关21开关22基准电压上上25%上下40%下上55%下下75%2.2.1.3软起动功能模块的FPGA设计应用FPGA技术设计数字系统，其流程分为三大部分:

6、设计输入、设计实现、设计验证仿真【91。在设计过程中要根据设计者的需要反复调试，交错进行。采用自顶向下的系统设计方法，我们把软起动控制模块进一步往下设计。在编写好VHDL代码后，接下来在WorkviewFPGA在异步电动机软起动及节能控制方面的应用北方交通大学%级硕士研究生毕业论文Office环境下，调用Speedwave软件包进行VHDL的语法分析和功能仿真，这时候的仿真没有包含任何时序上的信息，它只是设计者在最高层上对设计进行验证，以最快发现设计中的问题，以对VHDL代码进行修改，然后重新仿真在功能仿真通

7、过以后，调用逻辑综合工具Aurar。将VHDL描述的设计通过综合与优化转换为特定的ASIC或FPGA工艺库的门级电路。综合是分析的逆过程，其前提是给定了电路应实现的功能和实现此电路的约束条件(速度、功耗、成本及电路类型等)，目标是得到一个满足上述要求的设计方案Aurora软件包支持行为级、RTL级和结构级类型的VHDL描述，在此环境下设计者可万便地在VHDL、原理图、仿真调试工具之间切换软起动控制模块经逻辑综合与优化后产生的原理图如图2.7所示图2.7软起动模块原理图其中rampup是斜坡上升控制模块，ped

8、dstal是起动基准电压的设定控制，tutiao是突跳起动电平和时间的设定控制startcon是上述三个模块的综合控制。2.2.1.4软起动功能模块的功能验证在Viewdraw(原理图输入工具)环境下调用逻辑综合产生FPGA在异步电动机软起动及节能控制方面的应用北方交通大学96级硕士研究生毕业论文的门级电路，提取出门级网单，它含有具体工艺的延时信息。这时候应该调用Viewsim门级仿真器进行门级仿真