técnicas simples de controle de motores de indução trifásicos utilizando microcontroladores...
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Introdução sobre Motores de Indução (ACIM) Componentes e Hardware necessários para oinversor de freqüênciaTécnicas de ControleComponentes Microchip voltados paraControle de MotorFerramentasDemonstração Application NotesTRANSCRIPT
Técnicas simples de controle de motores de
Indução Trifásicos utilizando Microcontroladores PIC®
MOT
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Como funciona um Motor de Indução AC
trifásico (3PH - ACIM)?
Motor de Indução AC
Fonte: http://www.ieeeFonte: http://www.ieee--kc.org/images/motors/motorslip/AC%20Induction%20Motor%20cutaway.kc.org/images/motors/motorslip/AC%20Induction%20Motor%20cutaway.jpgjpg
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�����
Motor de Indução AC� Principio de Operação:
− Oposto de um gerador− Funciona com correntes
alternadas − Possui de 1 a 3 fases − Assíncrono
120 * frequency120 * frequencyPolesPoles
Synchronous = Synchronous = SpeedSpeed
� Características:− Baixo custo de manufatura− Solução Simples para aplicações com velocidade fixa− Eficiência mais baixa do que um motor com Imã
permanente− Velocidade proporcional à freqüência da linha (50 ou 60 Hz) − O controle de velocidade e torque variáveis é complexo
Aplicações do ACIM
� Motores de alta potência� Compressores� Eletrodomésticos� Bombas elétricas� Sistemas de Ventilação� Automação� Ferramentas� Levantadores de portão
Motores de Indução AC� Fluxo rotativo
− Gerado pelo alinhamento dos
enrolamentos das 3 fases sobre
o estator (armação)
− Velocidade síncrona de campo
depende do número de pólos
− 2 pólos @ 60 Hz, 3600 rpm
− 4 pólos (mostrado) @ 60 Hz,
1800 rpm
Estator
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Correntes no Estator
Fonte: http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/sinewaves.htFonte: http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/sinewaves.htmlml
Motores de Indução AC
� Rotor do ACIM− Rotor de aço laminado conectado a condutores
de cobre interligados por anel de alumínio− O fluxo Rotativo induz corrente no condutores
do rotor, e o anel fecha o circuito− A corrente induzida cria forca que provoca
rotaçãoConductor bars End ring
Rotor
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Correntes induzidas no rotor
Fonte: http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/squirrelcageFonte: http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/squirrelcage.html.html
Motor com 2 pMotor com 2 póóloslos
Correntes no Estator e Rotor
Fonte: http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/sinwdg.htmlFonte: http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/sinwdg.html
LegendaLegendaCorrentes no Estator: Correntes no Estator: VermelhoVermelho / / VerdeVerde / Azul/ AzulCorrente Resultante: Corrente Resultante: PretoPreto
Escorregamento (Slip)� Diferença percentual da velocidade do
rotor para a velocidade do campo girante;
� Exemplo:Motor de 4 pólos− Rotação do campo: 1800 rpm.− Velocidade do rotor:1750 rpm− Escorregamento = 100 * (1800 - 1750) / 1800 = 2,8%.
� A velocidade do rotor depende de aspectos construtivos e da classe do motor.
Torque x Escorregamento
Stall TorqueStall Torque
OperatingOperating PointPoint
Synchronous SpeedSynchronous SpeedMotorMotorBrakingBraking
GeneratorGenerator
Starting TorqueStarting Torque
TorqueTorque
RPMRPM
000.50.5 --0.50.5 --1.01.01.01.01.51.5
SLIPSLIP
Torque x Escorregamento
TorqueTorque
15 Hz15 Hz 30 Hz30 Hz 45 Hz45 Hz 60 Hz60 Hz
SlipSlip
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Inversor de Freqüência
Diagrama Simplificado
Ponte Trifásica
Escolhendo o elemento chaveador
� Depende da aplicação e especificações do Motor
� Tensão� Corrente� Potência� Encapsulamento
� Circuito limitador de corrente necessário, especialmente em potências elevadas
Escolhendo o elemento chaveador
PLOSS = Irms * 2 * RDS-ON
where:RDS-ON = drain-to-source
on-state resistanceIrms = drain-to-source rms current
PLOSS = Iave * VCE-SAT
Where:VCE-SAT = collector-to-emitter
saturation voltageIave = collector-to-emitter average current
MOSFETMOSFET IGBTIGBT
NN--ChannelChannel NN--ChannelChannel
Gate Charge
Vdrv
CGS
Rdrv
on
off
turn-on turn-off
t1 t2t3
t1t2t3
VthVpl
VDR
VGS
VDS
IG
0
0
0
2 2 Crss(VDS(t)- VDS(t-1))
2Ciss(VDR)
2PDRIVE - +[ ]fSW
O Gate Driver deve ser capaz de suprir as necessidades de corrente que atendam Ciss=Cgs+Cds e também absorver a energia de desligamento, dada por Crss = Cds.
MOSFET ou IGBT?� MOSFETs mais adequados para tensões < 250V
− Perdas por chaveamento são menores nos Fets;
� IGBTs mais adequados para tensões > 500V− Conforme aumenta-se a tensão, aumenta-se proporcionalmente o
RDS-ON e tamanho. Acima dos 500V, as perdas por condução dos Mosfets são muito maiores do que os IGBTs;
Tensão do Sistema Tensão nas chaves
127V ou 220V >500V
380V 1200V
Elementos ChaveadoresPrincipais considerações
� Prever Dead-time suficiente para evitar curtos entre Vbus e GND;
� Incluir proteção de sobrecorrente e temperatura afim de proteger os IGBTs/Mosfets;
� Dimensionar resistor de gate e corrente Sink/Source dos Drivers corretamente para minimizar perdas por chaveamento;
� Selecionar a freqüência de chaveamento adequada para minimizar a geração EMI e maximizar a eficiência;
Elementos ChaveadoresPrincipais considerações
� Minimizar Loops de corrente para minimizar o impacto da tensão reversa de desligamento nos IGBTs;
� Deve-se considerar apenas 80% da tensão especificada nas chaves (MOSFET 500V limitar seu uso em 400V);
� Considerar temperatura máxima de junção (Normalmente não ultrapassar 120ºC)
� Considerar corrente de partida (Típicamente 6x) e curto circuito na seleção;
� Em casos de paralelamento de IGBTs, equalizar a temperatura nas chaves para melhor distribuição de corrente;
Onde Obtenho mais informações sobre IGBTs?
International Rectifier ANInternational Rectifier AN--990: Application Characterization of IGBTs 990: Application Characterization of IGBTs
http://www.irf.com/technicalhttp://www.irf.com/technical--info/appnotes/aninfo/appnotes/an--990.pdf990.pdf
Gate Driver
High Voltage FloatingMOS Gate Driver
Block Diagram
Considerações para oGate Driver
1) Deve gerar uma tensão no gate dos IGBTs em High side
de 10V a 15V maior do que a tensão no Dreno/Coletor;
2) Baixa impedância de saída para rápida carga e descarga
da capacitância de gate;
3) Baixa perda interna quando opera em altas freqüências;
4) Proteger as chaves impondo “0” em condições de baixa
tensão;
5) Possuir melhor imunidade a transientes negativos em Vs;
Onde Obtenho mais informações sobre Gate
Drivers?
International Rectifier ANInternational Rectifier AN--985: 985: SixSix--Output 600V MGDs Output 600V MGDs Simplify 3Simplify 3--Phase Motor DrivesPhase Motor Drives
http://www.irf.com/technicalhttp://www.irf.com/technical--info/appnotes/aninfo/appnotes/an--985.pdf985.pdf
Módulos Inteligentes de Potência
3434
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Ponte TrifPonte Trifáásica:sica:•• IGBTs (NPT)IGBTs (NPT)••Diodos (Hyperfast)Diodos (Hyperfast)
Gate Driver:Gate Driver:•• Diodos Bootstrap + Resistor Diodos Bootstrap + Resistor •• Driver TrifDriver Trifáásicosico•• Resistores de GateResistores de Gate
ProteProteçção:ão:•• Temperature/CorrenteTemperature/Corrente
Módulos Inteligentes de Potência
Módulos Inteligentes de Potência
� Integram Gate Driver e Chaves;
� Normalmente possuem proteções de sobre corrente, sub tensão e temperatura;
� Podem integrar resistor Shunt no barramento negativo;
� Podem integrar termistor para leitura de temperatura;
Onde Obtenho mais informações sobre Módulos
de potência?
International Rectifier IPM Application OverviewInternational Rectifier IPM Application Overview
http://www.irf.com/technicalhttp://www.irf.com/technical--info/appnotes/aninfo/appnotes/an--1044.pdf1044.pdf
Dimensionamento dos Capacitores
International Rectifier ANInternational Rectifier AN--1044: 1044: IPM Application OverviewIPM Application Overviewhttp://www.irf.com/technicalhttp://www.irf.com/technical--info/appnotes/aninfo/appnotes/an--1044.pdf1044.pdf
Circuito de sobre corrente
Dimensionamento do circuito de sobre corrente
International Rectifier ANInternational Rectifier AN--1044: 1044: IPM Application OverviewIPM Application Overviewhttp://www.irf.com/technicalhttp://www.irf.com/technical--info/appnotes/aninfo/appnotes/an--1044.pdf1044.pdf
Dimensionamento do circuito de sobre corrente
Fonte: http://www.irf.com/technicalFonte: http://www.irf.com/technical--info/appnotes/aninfo/appnotes/an--1044.pdf1044.pdf
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Técnicas de Controle
Controle em malha aberta
Parâmetros de Ajuste Controlador Motor+
-
Controle Escalar V/F em Controle Escalar V/F em malha abertamalha aberta
Controle em malha Fechada
Parâmetros de Ajuste Controlador Motor+
-
Sensor Optico/Hall ou
Shunts
Controle Escalar V/F com realimentaControle Escalar V/F com realimentaççãoãoControle Vetorial FOCControle Vetorial FOC
Controle V/F
Controle Escalar – V/FMalha aberta
• Simples de ser implementado;• Baseia-se no princípio da relação V/F constante
para diferentes Torques e velocidades;• Escorregamento é desprezado;• Desempenho comprometido em baixas
velocidades;• Velocidade é proporcional a freqüência modulada
no estator e número de pólos do motor;• Torque é proporcional à razão de
tensão e freqüência da corrente aplicada;
Perfil V/F
40
80
120
160
200
240
20 40 60
BoostRegion
Constant V/FRegion
Frequency (Hz)
Vol
ts R
MS
High AmplitudeLimit
Low FrequencyCutoff
Amplitude = Frequency * V
_Hz_Gain
Diferentes Perfis comV/F constante
Fonte: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en023136
Controle Escalar – V/FMalha aberta
Fonte: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en020394
Controle Escalar – V/FMalha aberta
Fonte: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en020394
Controle Escalar – V/FMalha aberta - Firmware
• Utiliza PWMs complementares(ECCP);
• Tabela com valores dos senos é
armazenada na memória Flash e transferida
para RAM durante inicialização;
• 3 Offsets são utilizados para criar
defasagem de 120ºpor Fase;
• PWMs são atualizados a cada interrupção;
Diagrama do FirmwareMain
Fonte: Fonte: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnodeId=1824&appnote=en012129note=en012129
Diagrama do FirmwareADC
Diagrama do FirmwareISR
Considerações da Tensão de Saída
� O retificação de AC é só de 86% da tensão de entrada;
� O sinal normal de PWM não é capaz de reproduzir uma onda senoidal que utilize 100% do barramento;
Vp-p VDC
Tensão de Saída
Saída PWM Senoidal Tradicional
Tensão de Saída
Saída PWM com SVM
Space Vector Modulation� Impõe uma segunda freqüência modulada no sinal;
� Possibilita um aumento de 14% no aproveitamento da
tensão do barramento;
� Utiliza apenas um vetor de referência para gerar as três
saídas senoidais;
� Altera o valor dos senos na tabela armazenada na
memória;
� Diminui significantemente as perdas por chaveamento
e THD;
� Simples implementação;
Controle V/F com limitador de corrente
� Possibilita detecção de mudanças na carga;
� Possibilita detecção de escorregamento excessivo;
� Previne queima dos IGBTs e aquecimento excessivo do motor;
Fonte: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en020394
Application Notes Relacionados:
� AN887 - AC Induction Motor Fundamentals
� AN967 - Bi-directional VF Control of Single and 3-Phase Induction Motors Using the PIC16F72
� AN889 - VF Control of 3-Phase Induction Motors Using PIC16F7X7 Microcontrollers
� AN900 - VF Control of 3-Phase AC Induction Motors Using the PIC18F4431
� AN955 - VF Control of 3-Phase Induction Motor Using Space Vector Modulation
� AN984 - An Introduction to AC Induction Motor Control Using the dsPIC30F MCU
Controle Vetorial FOC
Field Oriented Control
Porque utilizar FOC?� Permite controle dinâmico das cargas;
� Reduz o ripple do torque;
� Permite controle de Velocidade do rotor;
� Aumento da Eficiência do Sistema e
diminuição do CONSUMO DE ENERGIA;
� Sensorless – Elimina QEI – Baixo custo!
FOC – Diagrama de Blocos
ΣΣΣΣΣΣΣΣ
ΣΣΣΣΣΣΣΣ
ΣΣΣΣΣΣΣΣ 3-Phase
BridgeSVM
PI PI
PI
-
- -
d,q
α,β
θ
iq
id
d,q
α,β
Speed
iα
iβ
ia
ib
Motor
α,β
a,b,c
Vα
Vβ
Vq
Vd
iq ref
id ref
N ref
θ Position and
Speed
Estimator
Field Oriented Control (FOC)Funcionamento
� Utiliza tensões nas três fases para controlar
vetor de corrente;
� Permite trabalhar com o motor 3PH-ACIM de
forma semelhante a um motor DC;
� Transforma 3 Fases variantes no tempo em
2 fases INVARIANTES no tempo;
Resposta no ajuste de Corrente
PI Speed Control
PI Speed + FOC Control
Resposta no ajuste de Velocidade
PI Speed Control
PI Speed + FOC Control
Field WeakeningOperação em Alta velocidade
Constant Torque Region
Speed0Rated Speed
Based Torque
Field Weakening or Constant
Power Region
Maximum Speed
Resumo FOC� Possibilita um melhor controle de torque em
baixas velocidades e alta eficiência em velocidades elevadas;
� Diminui o CONSUMO DE ENERGIA;
� Melhora dinâmica do Inversor com as cargas;
� Diminui geração de EMI e ruído Audível;
� Sensorless – Elimina QEI – Baixo Custo!
Application Notes Relacionados:
� AN1162A - Sensorless Field Oriented Control (FOC) of an AC Induction Motor
� AN1206 - Sensorless Field Oriented Control (FOC) of an AC Induction Motor (ACIM) Using Field Weakening
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Qual PIC® devo utilizar em meu Inversor?
Fluxograma de desenvolvimento
* Application Notes or demo code available** ACIM Sinewave tables stored in program Flash memory***Depends on motor speed and A/D sampling speed
Requisitos para MCUAlgorithm Type Relative
PerformanceRelative Cost
Sensing Requirements PIC18/ PIC16 ENH MIPS
dsPIC DSC®MIPS
dsPIC DSC resources
ACIM Motors
Volts/Frequency* Low Low None 3 2 <2 K Bytes Flash 32 Bytes SRAM**
Slip Limit (V/F) Low Low Speed (QEI) 4.5 3
Slip Optimization Low-Medium Low-Medium
Speed (QEI) Bus Current (ADC)
7.5 5
Slip Frequency Control
Medium High Speed (QEI) 2-Phase Currents (ADC)
10 6
Vector Control* High High Speed (QEI) 2-Phase Currents (ADC)
9 7.25 K Bytes FLASH 244 Bytes SRAM*
Sensorless Vector Control
Medium-High Medium 2-Phase Currents (ADC) 3-Phase Voltages (ADC)
25
PIC16FXXX(X)Motor Control
Part # C/ECCP Comp A/D Timer 8/16 Serial Pins Rom/Ram EEM Fosc
PIC16F616 0/1 2 8 2/1 N 14 2k/128 - 8M
PIC16HV616 0/1 2 8 2/1 N 14 2k/128 - 8M
PIC16F685 0/1 2 12 2/1 N 20 4k/256 256 8M
PIC16F690 0/1 2 12 2/1 Y 20 4k/256 256 8M
PIC16F882 1/1 2 11 2/1 Y 28 2k/128 128 8M
PIC16F883 1/1 2 11 2/1 Y 28 4k/256 256 8M
PIC16F886 1/1 2 11 2/1 Y 28 8k/368 256 8M
PIC16F884 1/1 2 14 2/1 Y 40 4k/256 256 8M
PIC16F887 1/1 2 14 2/1 Y 40 8k/368 256 8M
PIC16F1827 2/2 2 12 4/1 Y 18 4k/256 256 32M
PIC16F1937 2/3 2 14 4/1 Y 40 8k/256 512 32M
Família PIC16F193x
PIC16F193x Family
8 MIPS
PIC16 Enh 8-bit Core
INT OSC 32MHZ
256-1 KBData RAM
Memory Bus
7-28 KBProgram Flash
Peripheral B
us
WDT & Pwr Mgmt.
(1-2) UART w/LIN
(3) ECCP
(4-1) 8/16-bit Timers
(2) CCP
Internal RC Osc w/PLL
(1-2) I2C™ / SPI�
(11-17) 100 Ksps 10-bit ADC
(0-2) Analog Comparators
XLP Nanowatt™
28 / 44 / 64 pins
(2-8) Output Compare256B
EEPROM
(60-124) LCD segments
(16) mTouch™ Capacitive14-bit Instruction
49 Total Instructions• (2) 16-bit File Select Registers
• Interrupt Context Save
PIC16F193x/194x Family Overview
Device AvailableFLASH (Words)
RAM (Bytes)
DataEE (Bytes) PINS LCD
10b ADC
Timers8b/16b
ECCP/CCP COMM’S
PIC16F1933 Sept ‘09 4K 256 256 28 60 11 4/1 3/2 UART, I2C, SPI
PIC16F1934 April ‘09 4K 256 256 40/44 96 14 4/1 3/2 UART, I2C, SPI
PIC16F1936 April ’09 8K 512 256 28 60 11 4/1 3/2 UART, I2C, SPI
PIC16F1937 April ‘09 8K 512 256 40/44 96 14 4/1 3/2 UART, I2C, SPI
PIC16F1938 Dec ‘09 16K 1K 256 28 60 11 4/1 3/2 UART, I2C, SPI
PIC16F1939 Dec ‘09 16K 1K 256 40/44 96 14 4/1 3/2 UART, I2C, SPI
PIC16F1946 Dec ‘09 8K 512 256 64 184 17 4/1 3/2 2xUART, 2xI2C, 2xSPI
PIC16F1947 Dec ‘09 16K 1K 256 64 184 17 4/1 3/2 2xUART, 2xI2C, 2xSPI
LCD DriveUp to 184 Segments
mTouchCapacitive
Sensing Module
10-bit ADCUp to 17 channels
ComparatorsUp to 3x
Capture/Compare/PWM
2x Standard3x Enhanced
CommunicationsUp to 2x (MI2C, SPI, EUSART)
Reliable Low Power Operation
Program MemoryUp to 28KB
(16K Instructions)
CPU14-bit Instruction
49 Total Instructions• (2) 16-bit File Select Registers
• Interrupt Context Save
16 Level Stack &Program Counter • Reset Capabilities
Data Memory Up to 1KB
• Enhanced Indirect Addressing
Internal Oscillator32 MHz
Data EEPROM 256B
Diagrama de Blocos doPIC16F193x/194x
PWMPWMECCP
� Pode usar 1, 2 ou 4 pinos� Os pinos de saída só serão levados a HIGH após o dead Band
� Os pinos devem ser configurados como saída
� 4 modos de trabalho� Single Output� Half Bridge� Full Bridge Output, Forward Mode� Full Bridge Output, Reverse Mode
� Todas as outras características do PWM comum são mantidas
Mais de 35 itens LOW END e HIGH END com ECCP. PIC16F716, PIC16F684,
PIC18F2xxx, PIC18F4xxx, PIC18F6xxx, PIC18F8xxx, PIC18Fxx31
ECCPPWM (HALF BRIDGE)
LOADFET
DRIVER
PA
PB
PIC16F193x
� Os pinos RC5/CCP1/P1A e RC4/C2OUT/P1B são complementares� Dead Band programável
� Contador de 7 bits em Tcy ou 4x Tcy� 50ns a 25,6 µµµµs @ 5MIPs
ECCP CARGA
ECCPPWM (FULL BRIDGE)
Os 4 pinos P1A, P1B, P1C e P1D são usados pelo módulo, porém nunca existem mais de 2 pinos no estado ativo ao mesmo tempo.
Modo Forward e Reverse através do bit CCP1CON<7>Dead Band programável
A
B
C
D
A
B
C
D
FORWARD
REVERSE
Carga
A
B
C
D
ECCPPWM (AUTO-SHUTDOWN)
Os pinos de PWM podem ser configurados para auto-ShutDownO estado dos pinos quando em shutdown é programável• Saída em High• Saída em Low• Tristate
Existem 3 eventos que geram um shutdown podendo ser combinados• Mudança de estado do comparador 1• Mudança de estado do comparador 2• Mudança de estado no pino INT • Os bits correspondentes devem estar habilitados
O restart pode ser automático ou dependente de software
Família dsPIC33F Motor Control
40 MIPS 16-bit Core
16-bit ALU 16 x 16-bit W Register Array
17 x 17-bit Multiply
Dual AGU X & Y
BarrelShifter
JTAG Interface
DSP EngineDual 40-bit
Accumulators
1-30 KBData RAM
Memory Bus
12-256 KBProgram Flash
0-8 ChannelDMA
InterruptC
ontrol
Peripheral B
us
WDT & Pwr Mgmt.
(1-2) UART w/LIN & IrDA�
(1-2) SPI�
(0-2) 100 ksps 10-bit DAC
8 MC PWM
(3-9) 16/32-bit Timers
(1-2) QEI
Internal RC Osc w/PLL
(0-2) ECAN™
(1-2) I2C™
(6-24) 1 Msps 10-bit ADC
(0-2) Analog Comparators
RTCC, PMP, CRC
(4-8) Input Capture
(2-8) Output Compare
Peripheral Pin Select
MCPWM dsPIC30F/33FDiagrama de Blocos
Four PWM Four PWM output pairs with output pairs with output polarity output polarity
controlcontrol
Duty CycleDuty Cycle
Generator #3Generator #3
Duty CycleDuty Cycle
Generator #2Generator #2
Duty CycleDuty Cycle
Generator #1Generator #1
Duty CycleDuty Cycle
Generator #4Generator #4
PWM Override PWM Override LogicLogic
Dead Time UnitDead Time Unit
Dead Time UnitDead Time Unit
Dead Time UnitDead Time Unit
Dead Time UnitDead Time Unit
Fault AFault A
Fault BFault B
PWM4HPWM4H
PWM1LPWM1L
PWM1HPWM1H
PWM2LPWM2L
PWM2HPWM2H
PWM3LPWM3L
PWM3HPWM3H
PWM4LPWM4L
Two fault pins w/ Two fault pins w/ programmable programmable
fault statesfault states
1616--bit Timebit Time--basebase
A/D Conversion A/D Conversion TriggerTrigger
Dead Time BDead Time B
Dead Time ADead Time A
Override Override ControlControl
Módulo MCPWM dsPIC30F/33F
� Base de tempo dedicada para até 8 saídas de PWM
� PWMs com possibilidade de trabalhar a 39 kHz com 11-bits de resolução
� Até 25 ns de resolução de duty cycle (33 ns dsPIC30F)
� PWM com até 4 pares complementares para sistemas 3-PH
� PWM alinhado pela borda ou pelo centro para operação mais silenciosa
� Dead-Time programável com diferentes tempos de turn-on e turn-off
� Modo de atualização imediata do Duty Cycle (dsPIC33F)
� Trigger para o ADC programável
� Duas entradas Fault para desligamento rápido dos PWMs
� PWMs com Polaridade programável (Não volátil)
ADCDiagrama de Blocos
VREF+VREF+
VREFVREF--
A D C10 bit
500 KSPS
ConversionControl
Bus Interface
DataFormat
16 wordBuffer
SampleSequence
Control
Input Muxes
AN0AN0
AN1AN1S/H
S/H
S/H
S/H
AN15AN15
CH0CH0
CH1CH1
CH2CH2
CH3CH3
Módulo ADC dsPIC30F/33F
� Até 16 entradas analógicas
� 10-bit (dsPIC30) / 12-bit (dsPIC33) de resolução com erro < +1 LSB/ > -1 LSB DNL
� Tempo de conversão de 1 us (1.1 Msps) no modo 10-bits e 2us (500 ksps) no modo 12-bits
� 4 circuitos de Sample and Hold no modo 10-bits e 1 S&H no modo 12-bits
� VREF+ e VREF- externos
� Seqüência de amostragem programável
� Buffer com 16 Posições para armazenar leituras
� Modo Scan e Modo Alternado
� Múltiplos Triggers para disparo da leitura do ADC
� Diversos formatos de saída
TcyTcy
Interface de Quadrature Encoder dsPIC30F/33F
����������
COUNTER
INDEXINDEX
�
TMR5CSTMR5CS
TcyTcy
�����������������
�����������������
�����������������
QEBQEB
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UP/DOWNUP/DOWN
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DirectionDirection
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ClockClock
ResetReset
Incremental Encoder Operation
Módulo Comparator� Dois comparadores rápidos com resposta de 20ns
� Cada comparador possui 3 entradas selecionáveis
� (Cx+, Cx- e Tensão de referência) para seus 2 pinos
� Tensão de referência programável (16 estágios)
� Polaridade de saída programável
� Saída pode mudar de estado , disparar uma interrupção ou desligar o ADC
Resumo
V/FPIC16F193xPIC18Fx33xdsPIC33FJXXMC
V/F + SVMPIC16F193xPIC18Fx33xdsPIC33FJXXMC
Vector + QEI PIC18Fx33x
dsPIC33FJXXMC
FOC SensorlessField Weakening dsPIC33FJXXMC
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Ferramentas
MPLAB REAL ICE Debugging Isolado
AC244002 - MPLAB REAL ICE PERFORMANCE PAK
AC244005 - MPLAB REAL ICE Isolator
AC244005-2 - MPLAB REAL ICE Isolator and REAL ICE Performance Pa
DV244005 -MPLAB REAL ICE
PROBE KIT
Data Monitor and Control Interface
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Demo
Agenda
� Introdução sobre Motores de Indução (ACIM)
� Componentes e Hardware necessários para o inversor de freqüência
� Técnicas de Controle
� Componentes Microchip voltados para Controle de Motor
� Ferramentas
� Demonstração
� Application Notes
Bibliografia� Animações:
http://www.ece.umn.edu/users/riaz/animations/listanimations.html
� Aulas Masters US 2009: − 1353 IMC Overview of Intelligent Motor Control Solutions − 1354 BMC 3-Phase Sensorless Brushless Motor Control with Low-Cost PIC16F
Microcontrollers− 1355 MCW dsPIC® Digital Signal Controllers (DSCs) Motor Control Workshop − 1356 FOC Advanced Motor Control: Sensor-less FOC for PMSM with dsPIC®
Digital Signal Controllers
� International Rectifier AN-985: Six-Output 600V MGDs Simplify 3-Phase Motor Drives
� International Rectifier AN-990: Application Characterization of IGBTs � International Rectifier AN-1044: IPM Application Overview
� www.microchip.com\motor
Application Notes Relacionados:
� AN887 - AC Induction Motor Fundamentals
� AN967 - Bi-directional VF Control of Single and 3-Phase Induction Motors Using the PIC16F72
� AN889 - VF Control of 3-Phase Induction Motors Using PIC16F7X7 Microcontrollers
� AN900 - VF Control of 3-Phase AC Induction Motors Using the PIC18F4431
� AN955 - VF Control of 3-Phase Induction Motor Using Space Vector Modulation
� AN984 - An Introduction to AC Induction Motor Control Using the dsPIC30F MCU
Application Notes Relacionados:
� AN1162A - Sensorless Field Oriented Control (FOC) of an AC Induction Motor
� AN1206 - Sensorless Field Oriented Control (FOC) of an AC Induction Motor (ACIM) Using Field Weakening
Perguntas?
A Equipe Microchip Agradece a sua Presença.