Implementierung einer feldorientierten Regelung eines Frequenzumrichters in einem FPGA

  • Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Entwurf und eine Implementierung einer FPGA basierten feldorientierten Regelung einer permanenterregten Synchronmaschine erfolgen.

    Motivation

    Das hauptsächliche Anwendungsgebiet von Field-Programmable Gate Arrays in der Regelung von
    elektrischen Maschinen bei SEW-Eurodrive beschränkt sich auf das Einlesen der Peripherien, wobei die Regelung der Ströme in der Elektrischen Maschine selbst noch auf einen ARM basierten Mikrocontroller abläuft. Es wäre erstrebenswert auch die Regelung von der Software auf die Hardware zu implementieren und so den Regelalgorithmus vom Mikrocontroller in den FPGA zu verlegen. Vorteile wären eine mögliche Reduzierung der Taktzeit des Regelalgorithmus. Weiter kann die BOM der Schaltung für einige Anwendungen um den Mikrocontroller sowie dessen externe Schaltungstechnik reduziert werden.

    Aufgabenstellung

    In dieser Arbeit soll zunächst die Einarbeitung und Literaturrecherche zu Themen der VHDL-Programmierung und Feldorientierte Regelung der permanenterregten Synchronmaschine erfolgen. Im Anschluss soll die schrittweise Implementierung einer Motorsteuerung erfolgen. Dabei soll zunächst das Einlesen von Peripherien behandelt werden, und darauf das Stellen der Signale für die Leistungselektronik. Die Implementierung soll im ersten Schritt simulativ betrachtet und evaluiert werden. Anschließend soll folgende Regelung auf echter Hardware getestet werden.