[实用新型]异步电动机软起动器晶闸管门级宽触发脉冲生成电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种基于FPGA的异步电动机软起动器晶闸管门级宽触发脉冲生成电路，属于电机软起动器领域。

背景技术

软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的电机控制装置，国外称为Soft-Starter。随着电力电子技术和微机控制技术的发展，国内外相继开发出以晶闸管为元件核心、以DSP为控制核心的异步电动机软起动设备,该软起动设备平滑了异步电动机加速过程，大大减缓了对电网及机械设备的冲击。

软起动器主体为三组反并联的晶闸管，以光耦为核心的晶闸管驱动电路以其体积小，隔离效果好的优点，被广泛使用。为保证晶闸管可靠触发，需要设计稳定的6路宽脉冲生成电路。当前传统技术为：软件生成脉冲和专用ASIC生成脉冲。软件实现需要占用较多的中断资源，由于程序为顺序运行，实时性受到影响。一般软件设计只跟踪各相电压正半周，通过理论计算求得负半周触发脉冲产生时间，易造成偏差。也可以利用三相六脉冲生成专用芯片如TC787实现宽脉冲输出。TC787需要连接较复杂的外围电路，对于电容选取要求较高。其相控角通过一个模拟量输入端口给定，与数字控制芯片连接时，需要设计相应的DAC电路和接口电路，这显然增大了系统设计的复杂程序，降低了系统稳定性。另外，TC787价格较高，使得系统成本较高。

发明内容

本实用新型提供了一种基于FPGA的异步电动机软起动器晶闸管门级宽触发脉冲生成电路，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，可适用于由光耦构成的晶闸管触发电路。

本实用新型的技术解决方案：基于FPGA的异步电动机软起动器晶闸管门级宽触发脉冲生成电路；其结构包括时钟模块，8位相控角输入端口，宽脉冲输出使能端口，A相正半波宽脉冲生成模块，A相同步信号，A相负半波宽脉冲生成模块，B相正半波宽脉冲生成模块，B相同步信号，B相负半波宽脉冲生成模块，C相正半波宽脉冲生成模块，C相同步信号，C相负半波宽脉冲生成模块，宽脉冲合成模块，宽脉冲输出模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1）基于FPGA硬件平台设计。软起动器应用在强电磁干扰环境，本设计与软件实现方法相比，不存在程序跑飞的问题。具有稳定性高，实时性好，抗干扰能力强的优点。

2）分别对三相电压正负半波进行跟踪，传统设计只采集三相电压正半周同步信号，本实用新型的设计更为精确和稳定。

3）相控角给定为8位数据总线结构，脉冲宽度可通对话框方便修改。传统专用ASIC如TC787的相控角通过模拟量给定进行调节，修改脉冲宽度需要更换外电路元件，操作复杂。本设计的数字端口使得接口更为友好，降低设计和实现的难度。

4）基于可编程平台设计，在需要对电路进行修改或优化时，可以方便的对硬件进行重新定义与编程，与传统ASIC电路相比，易于修改、升级。 

附图说明

图1是本实用新型拓扑结构框图。

图2是本实用新型实施案例输出波形示意图。

图3是本实用新型实施案例Quartus顶层原理图。

具体实施方式