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基于EPM570的可逆直流调速模块设计

2022-07-27 02:07:25

??? 直流电机由于具有速度控制容易,启、制动性能良好,且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。在这些场合常需要通用、可靠性高、成本低、负载能力强、应用简单的直流调速模块,而且某些时候可进行远程操作。本文针对常见调速应用,采用可控硅做为调速元件,采用EPM570T100C5设计和实现了一个通用直流调速模块,为实现远距离控制内置了RS 485通信和简单通信协议。采用EPM570T100C5作为控制核心,电路简洁,输出控制脉冲精确,硬件实现相对单片机程序可靠性高、实时性好。

1 系统设计

??? 模块组成框图如图1所示。主回路可控元件选用双向可控硅,成本低、控制电路简单、调压方便可靠。为实现电机双向运行,采用两组反并联的整流单元。双向可控硅调压后经桥式整流模块变换成直流电,输出给电动机进行调压调速。调压采用移相方式,所以设计了电源过零脉冲形成电路。为增加模块可靠性,强电与弱电全部用光电耦合器隔离;双向可控硅单元内有简单的RC缓冲电路,用以抑制du/dt。考虑到某些应用场合需要远程控制,增加了RS 485通信单元,用MAX3485E芯片进行电平转换。测速选用直流测速发电机,相对于光电编码器更经济,测速发电机输出的直流电压经降压、滤波预处理后进行V/F变换。6位LED显示当前速度。电源电路为整个系统提供+3.3 V电源。

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??? 主控芯片EPM570T100C5是Altera的MAXⅡ系列低成本的复杂可编程逻辑器件((2PLD)产品,其密度高且性能优良,内置用户非易失性FLASH存储器块,内部时钟频率高达300 MHz,100脚MBGA封装,570个逻辑单元(LE)。MAXⅡ器件具有创新的查找表(LUT)逻辑结构,突破了传统宏单元器件的成本和功耗限制。设计人员可以利用MAXⅡ器件来替代低密度FPGA,ASSP和标准逻辑器件,支持在系统编程(ISP),很容易在现场重新进行配置。使用EPM570T100C5开发调速装置,大大降低了系统功耗、体积和成本。另外,Altera提供免费的QuartusⅡ基础版软件,支持所有MAXⅡ器件,它是基于MAXⅡ器件引脚锁定式装配和性能优化而设计的。