बुद्धिमान परिवर्तन को साकार करने के लिए विनिर्माण उद्योग का समर्थन करें | GD32F303 यूनिवर्सल इन्वर्टर समाधान डिज़ाइन

 प्रस्तावना

सितंबर, 2020 में, चीन ने 2030 और 2060 में चरम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कार्बन तटस्थता के लक्ष्य को परिभाषित किया। चीन के लिए अगले 40 वर्षों में शून्य शुद्ध उत्सर्जन हासिल करना एक चुनौतीपूर्ण कार्य होगा। जहां तक मोटर उद्योग का सवाल है, औद्योगिक क्षेत्र में मोटरों का महत्वपूर्ण स्थान है। आंकड़ों के अनुसार, चीन में मोटरों की वार्षिक बिजली खपत पूरे समाज की कुल बिजली खपत का 69% है, जो औद्योगिक बिजली खपत का लगभग 75% है। इसलिए, मोटर के जीवन चक्र में कार्बन उत्सर्जन को कम करना और कार्बन कटौती की प्रक्रिया में तेजी लाना मोटर उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य है। परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन तकनीक एसी मोटर की गति को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती है और मोटर को ऊर्जा-बचत स्थिति में चला सकती है। यह पारंपरिक मोटर प्रणाली के गति विनियमन में सुधार और मोटर प्रणाली की संचालन दक्षता में सुधार करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपाय है। पारंपरिक फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स में बड़ी मात्रा, कम प्रदर्शन और उच्च कीमत की विशेषताएं होती हैं, इसके अलावा, पर्यावरण के लिए उनकी कुछ आवश्यकताएं भी होती हैं। विकेन्द्रीकृत नियंत्रण अवसरों के लिए, पारंपरिक आवृत्ति कन्वर्टर्स औद्योगिक अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करना मुश्किल है।

इस पेपर में, GD32 MCU पर आधारित VF/वेक्टर इन्वर्टर की नियंत्रण प्रणाली मॉड्यूलर डिज़ाइन, कंट्रोल पैनल को अपनाती है, और उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस को आवश्यकताओं के अनुसार स्वतंत्र रूप से जोड़ा जा सकता है, जो इंस्टॉलेशन, प्रोग्रामिंग और इनिशियलाइज़ेशन डिज़ाइन के लिए सुविधाजनक है, और आसानी से गति का एहसास करता है। अतुल्यकालिक मोटर की विनियमन आवश्यकताएँ। साथ ही, बस प्रौद्योगिकी को आसानी से नियंत्रण प्रणाली और वितरित प्रणाली से जोड़ा जा सकता है, ताकि कंप्यूटर संचालित सिस्टम नियंत्रण और फैक्ट्री कार्यशाला के केंद्रीकृत नियंत्रण का एहसास हो सके। इसलिए, फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर के पास ऑटोमोबाइल, भोजन, सामग्री परिवहन और औद्योगिक नियंत्रण जैसे बुद्धिमान विनिर्माण क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग स्थान है।

सिस्टम चार्ट

कार्यक्रम की विशेषताएँ

कोर योजना में GD32F303RCT6 नियंत्रण अपनाया जाता है, जिससे सिस्टम में सरल संरचना, सुविधाजनक कार्यान्वयन, कम लागत और उच्च विश्वसनीयता की विशेषताएं होती हैं। हार्डवेयर संरचना को सिस्टम के प्रदर्शन को कम किए बिना अनुकूलित किया गया है, और हार्डवेयर सिस्टम मॉड्यूल स्पष्ट और सहज हैं, जो प्रोग्रामों की स्थापना और उपयोग और आरंभीकरण के लिए सुविधाजनक है। मॉड्यूलेशन मोड में एसवीपीडब्लूएम नियंत्रण तकनीक को अपनाने से उच्च वोल्टेज उपयोग दर और उच्च नियंत्रण सटीकता के साथ इन्वर्टर आउटपुट वोल्टेज के हार्मोनिक घटकों को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है।

 GD32F303 का परिचय
कॉर्टेक्स® -एम4 कोर @ 120 मेगाहर्ट्ज
हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर डीएसपी निर्देशों का समर्थन करें
फ़्लैश एक्सेस शून्य प्रतीक्षा स्थिति में है.
अंतर्निर्मित फ्लैश मेमोरी 256 केबी से 3072 केबी तक
बिल्ट-इन SRAM 48KB से 96kb तकEXMC इंटरफ़ेस बाहरी SDRAM का समर्थन करता है।
5 यूआर्ट तक (9एमबीटी/एस)
3 SPI तक (30mbit/s)
2 I2C तक (400kbit/s)
2 CAN2.0B तक
2 I2S तक
एसडीआईओ समर्थन
यूएसबी ओटीजी एफएस समर्थन
3 12-बिट तक, 2.6एम एसपीएस एडीसी (24 चैनल तक)
2 डीएसी तक
स्टैंडबाय करंट 2uA है।

नियंत्रण का मूल सिद्धांत और कार्यान्वयन

स्पेस वेक्टर पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (एसवीपीडब्ल्यूएम) नियंत्रण में विस्तृत रैखिक रेंज, कुछ उच्च हार्मोनिक्स और आसान डिजिटलीकरण के फायदे हैं, इसलिए इसका व्यापक रूप से इंडक्शन मोटर्स में उपयोग किया जाता है। पारंपरिक तीन-चरण ब्रिज ड्राइव सर्किट में, एमओएस ट्रांजिस्टर के आठ स्विच संयोजन होते हैं, अर्थात् 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 और 111। जहाँ 000 और 111 शून्य सदिश हैं। छह गैर-शून्य बुनियादी वोल्टेज स्पेस वैक्टर α β विमान को छह सेक्टरों में विभाजित करते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। एक गोलाकार घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने के लिए, प्रत्येक मूल अंतरिक्ष वोल्टेज वेक्टर के क्रिया समय और आउटपुट अनुक्रम को आठ बुनियादी अंतरिक्ष वोल्टेज वैक्टर के क्रिया समय को नियंत्रित करके संश्लेषित किया जा सकता है।

GD32 का TIMER0 मॉड्यूल एक उन्नत टाइमर मॉड्यूल है, जो मोटर नियंत्रण के लिए बनाया गया है। यह 6-चैनल पीडब्लूएम के तीन समूह उत्पन्न कर सकता है, और 2-चैनल पीडब्लूएम का प्रत्येक समूह पूरक है, और इसका उपयोग डेड जोन के साथ एच ब्रिज को चलाने के लिए किया जा सकता है। इस पेपर में, TIM0 मॉड्यूल के तीन चैनलों का उपयोग कुल छह PWM आउटपुट उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। विशिष्ट चरण इस प्रकार हैं:

उपरोक्त कॉन्फ़िगरेशन के साथ, कर्तव्य अनुपात को GD32F303 की कंप्यूटिंग शक्ति के साथ वास्तविक समय में समायोजित किया जा सकता है, और वेक्टर नियंत्रण का प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है।

पूरी मशीन के प्रदर्शन पैरामीटर

उत्पाद प्रदर्शन

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