Apoyar a la industria manufacturera para realizar una transformación inteligente | Diseño de solución de inversor universal GD32F303

 prefacio

En septiembre de 2020, China definió el objetivo de neutralidad de carbono en las emisiones máximas de dióxido de carbono en 2030 y 2060. Será una tarea desafiante para China lograr cero emisiones netas en los próximos 40 años. En lo que respecta a la industria del motor, los motores ocupan una posición importante en el ámbito industrial. Según las estadísticas, el consumo anual de energía de los motores en China representa el 69% del consumo total de electricidad de toda la sociedad, y aproximadamente el 75% del consumo de electricidad industrial. Por lo tanto, es una tarea importante para la industria del motor reducir las emisiones de carbono en el ciclo de vida del motor y acelerar el proceso de reducción de carbono. La tecnología de regulación de velocidad de frecuencia variable puede controlar con precisión la velocidad del motor de CA y hacer que el motor funcione en un estado de ahorro de energía. Es una medida clave para reformar la regulación de velocidad del sistema de motor tradicional y mejorar la eficiencia de funcionamiento del sistema de motor. Los convertidores de frecuencia tradicionales tienen las características de gran volumen, bajo rendimiento y alto precio, además, también tienen ciertos requisitos para el medio ambiente. Para ocasiones de control descentralizado, es difícil que los convertidores de frecuencia tradicionales satisfagan las necesidades de las aplicaciones industriales.

En este documento, el sistema de control del inversor VF/vectorial basado en el MCU GD32 adopta un diseño modular, el panel de control y la interfaz de usuario se pueden combinar libremente según los requisitos, lo cual es conveniente para la instalación, programación y diseño de inicialización, y logra fácilmente la velocidad. Requisitos de regulación del motor asíncrono. Al mismo tiempo, la tecnología de bus se puede conectar cómodamente con el sistema de control y el sistema distribuido, para realizar el control del sistema controlado por computadora y el control centralizado del taller de la fábrica. Por lo tanto, el convertidor de frecuencia tiene un amplio espacio de aplicación en campos de fabricación inteligente como el automóvil, los alimentos, el transporte de materiales y el control industrial.

gráfico del sistema

Características del programa

El control GD32F303RCT6 se adopta en el esquema central, lo que hace que el sistema tenga las características de estructura simple, implementación conveniente, bajo costo y alta confiabilidad. La estructura del hardware está optimizada sin reducir el rendimiento del sistema, y los módulos del sistema de hardware son claros e intuitivos, lo que resulta conveniente para la instalación, el uso y la inicialización de programas. La adopción de la tecnología de control SVPWM en modo de modulación puede reducir eficazmente los componentes armónicos del voltaje de salida del inversor, con una alta tasa de utilización de voltaje y una alta precisión de control.

 Introducción a GD32F303
Corteza® -Núcleo M4 a 120MHz
Soporte de instrucciones DSP de hardware y software
El acceso flash está en estado de espera cero.
Memoria flash incorporada de 256 KB a 3072 KB
SRAM incorporada de 48 KB a 96 kbLa interfaz EXMC admite SDRAM externa.
Hasta 5 uarts (9 mbit/s)
Hasta 3 SPI (30 mbit/s)
Hasta 2 I2C (400 kbit/s)
Hasta 2 CAN2.0B
Hasta 2 I2S
Soporte SDIO
Soporte USB OTG FS
Hasta 3 ADC SPS de 12 bits y 2.6 M (hasta 24 canales)
Hasta 2 DAC
La corriente en espera es 2uA.

Principio central e implementación del control.

El control de modulación de ancho de pulso vectorial espacial (SVPWM) tiene las ventajas de un amplio rango lineal, pocos armónicos más altos y una fácil digitalización, por lo que se usa ampliamente en motores de inducción. En el circuito de accionamiento de puente trifásico tradicional, hay ocho combinaciones de interruptores de transistores MOS, a saber, 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 y 111. Donde 000 y 111 son vectores cero. Seis vectores espaciales de voltaje básico distintos de cero dividen el plano α β en seis sectores, como se muestra en la figura. Para obtener un campo magnético giratorio circular, el tiempo de acción y la secuencia de salida de cada vector de voltaje espacial básico se pueden sintetizar controlando el tiempo de acción de ocho vectores de voltaje espacial básico.

El módulo TIMER32 de GD0 es un módulo temporizador mejorado, creado para el control del motor. Puede generar tres grupos de PWM de 6 canales, y cada grupo de PWM de 2 canales es complementario y puede usarse para controlar el puente H con zona muerta. En este artículo, los tres canales del módulo TIM0 se utilizan para generar un total de seis salidas PWM. Los pasos específicos son los siguientes:

Con la configuración anterior, la relación de trabajo se puede ajustar en tiempo real con la potencia informática del GD32F303 y se puede lograr el efecto del control vectorial.

Parámetros de rendimiento de toda la máquina.

Pantalla del producto

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