Unterstützen Sie die Fertigungsindustrie bei der Verwirklichung einer intelligenten Transformation | Design der universellen Wechselrichterlösung GD32F303

 Vorwort

Im September 2020 definierte China das Ziel der CO2030-Neutralität bei den Spitzenemissionen von Kohlendioxid im Jahr 2060 und im Jahr 40. Es wird für China eine herausfordernde Aufgabe sein, in den nächsten 69 Jahren Nettoemissionen von Null zu erreichen. Was die Automobilindustrie betrifft, nehmen Motoren im industriellen Bereich eine wichtige Stellung ein. Laut Statistik macht der jährliche Stromverbrauch von Motoren in China 75 % des gesamten Stromverbrauchs der gesamten Gesellschaft aus, was etwa XNUMX % des industriellen Stromverbrauchs entspricht. Daher ist es eine wichtige Aufgabe der Automobilindustrie, den Kohlenstoffausstoß im Lebenszyklus des Motors zu reduzieren und den Prozess der Kohlenstoffreduzierung zu beschleunigen. Die Geschwindigkeitsregelungstechnologie mit variabler Frequenz kann die Geschwindigkeit des Wechselstrommotors genau steuern und dafür sorgen, dass der Motor in einem energiesparenden Zustand läuft. Dies ist eine Schlüsselmaßnahme zur Reform der Geschwindigkeitsregelung herkömmlicher Motorsysteme und zur Verbesserung der Laufeffizienz des Motorsystems. Herkömmliche Frequenzumrichter zeichnen sich durch ein großes Volumen, eine geringe Leistung und einen hohen Preis aus. Darüber hinaus stellen sie bestimmte Anforderungen an die Umwelt. Bei dezentralen Steuerungszwecken ist es für herkömmliche Frequenzumrichter schwierig, die Anforderungen industrieller Anwendungen zu erfüllen.

In diesem Artikel ist das Steuerungssystem des VF/Vektor-Wechselrichters auf Basis der GD32-MCU modular aufgebaut, das Bedienfeld und die Benutzeroberfläche können je nach Bedarf frei kombiniert werden, was für die Installation, Programmierung und Initialisierungsgestaltung praktisch ist und die Geschwindigkeit leicht realisiert Regulierungsanforderungen für Asynchronmotoren. Gleichzeitig kann die Bustechnologie bequem mit dem Steuerungssystem und dem verteilten System verbunden werden, um die computergesteuerte Systemsteuerung und die zentrale Steuerung der Fabrikwerkstatt zu realisieren. Daher findet der Frequenzumrichter einen breiten Anwendungsbereich in intelligenten Fertigungsbereichen wie der Automobil-, Lebensmittel-, Materialförderungs- und Industriesteuerung.

Systemdiagramm

Programmeigenschaften

Die GD32F303RCT6-Steuerung wird im Kernschema übernommen, wodurch das System die Eigenschaften einer einfachen Struktur, einer bequemen Implementierung, niedriger Kosten und einer hohen Zuverlässigkeit aufweist. Die Hardwarestruktur wird optimiert, ohne die Leistung des Systems zu beeinträchtigen, und die Hardwaresystemmodule sind klar und intuitiv, was die Installation, Verwendung und Initialisierung von Programmen erleichtert. Durch den Einsatz der SVPWM-Steuerungstechnologie im Modulationsmodus können harmonische Komponenten der Ausgangsspannung des Wechselrichters effektiv reduziert werden, bei hoher Spannungsauslastung und hoher Steuerungsgenauigkeit.

 Einführung in GD32F303
Cortex® -M4-Kern bei 120 MHz
Unterstützen Sie Hardware- und Software-DSP-Anweisungen
Der Flash-Zugriff befindet sich im Null-Wartezustand.
Integrierter Flash-Speicher von 256 KB bis 3072 KB
Integrierter SRAM von 48 KB bis 96 KBDie EXMC-Schnittstelle unterstützt externes SDRAM.
Bis zu 5 Uarts (9 Mbit/s)
Bis zu 3 SPIs (30 Mbit/s)
Bis zu 2 I2Cs (400 kbit/s)
Bis zu 2 CAN2.0B
Bis zu 2 I2S
SDIO-Unterstützung
USB-OTG-FS-Unterstützung
Bis zu 3 12-Bit, 2.6 M SPS ADC (bis zu 24 Kanäle)
Bis zu 2 DACs
Der Standby-Strom beträgt 2uA.

Grundprinzip und Umsetzung der Kontrolle

Die Raumvektor-Pulsweitenmodulationssteuerung (SVPWM) bietet die Vorteile eines großen linearen Bereichs, weniger höherer Harmonischer und einer einfachen Digitalisierung und wird daher häufig in Induktionsmotoren eingesetzt. In der herkömmlichen dreiphasigen Brückenantriebsschaltung gibt es acht Schalterkombinationen von MOS-Transistoren, nämlich 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 und 111. Wobei 000 und 111 Nullvektoren sind. Sechs Grundspannungsraumzeiger ungleich Null unterteilen die αβ-Ebene in sechs Sektoren, wie in der Abbildung dargestellt. Um ein kreisförmiges rotierendes Magnetfeld zu erhalten, können die Aktionszeit und die Ausgabesequenz jedes Basisraumspannungsvektors synthetisiert werden, indem die Aktionszeit von acht Basisraumspannungsvektoren gesteuert wird.

Das TIMER32-Modul von GD0 ist ein erweitertes Timer-Modul, das für die Motorsteuerung entwickelt wurde. Es kann drei Gruppen von 6-Kanal-PWM erzeugen, und jede Gruppe von 2-Kanal-PWM ist komplementär und kann zum Ansteuern einer H-Brücke mit Totzone verwendet werden. In diesem Artikel werden die drei Kanäle des TIM0-Moduls verwendet, um insgesamt sechs PWM-Ausgänge zu erzeugen. Die konkreten Schritte sind wie folgt:

Mit der obigen Konfiguration kann das Tastverhältnis mit der Rechenleistung des GD32F303 in Echtzeit angepasst und der Effekt der Vektorsteuerung erzielt werden.

Leistungsparameter der gesamten Maschine

Warenpräsentation

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