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用FPGA平台实现工业电机最大效率(2)

用FPGA平台实现工业电机最大效率(2)


图3 FOC实施方案的系统图
图3所示为FOC实施方案的系统图。除实际控制算法之外,FPGA还并行执行IP模块,以读取3个霍尔效应传感器、1个编码器以及3个其它模拟传感器的值,同时生成PWM信号驱动外部电子器件给电机供电。如欲与主机处理器及简单用户接口通信,可并行执行其他IP模块。
图4所示为基于FPGA的FOC算法实施LabVIEW FPGA的情况。Clarke变换将120°相移三轴坐标系(Ia, Ib, Ic)转变为两轴直角坐标系(Ia, Ib)。接着,Park变换将固定的坐标系(Ia, Ib)转换为去耦两轴旋转坐标系(Id和Iq),简单的PI控制器就能控制上述旋转坐标。FOC系统利用逆变换(Park变换和Clarke变换)将其还原到定子线圈的固定AC三相坐标系。


图4 基于FPGA的FOC算法实施LabVIEW FPGA的情况
在评估控制系统的升级时,机械设计人员通常会低估耗电成本问题,而从机电的整个生命周期角度来看,耗电成本往往比硬件购置成本高很多。NI致力于借助基于赛灵思FPGA技术的商用硬件解决方案成品推出具有高计算性能的高灵活性嵌入式控制器。通过二者的强强联合,能满足客户最苛刻的要求,即FOC性能要求。


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