[发明专利]一种基于FPGA的永磁同步电机电流环带宽扩展装置

摘要

本发明公开了一种永磁同步电机电流环带宽扩展装置，包括电流采样模块，读取A相和B相电流采样值ia、ib；Clark变换模块，将ia、ib变换到αβ坐标系中，得到iα、iβ；Park变换模块，将iα、iβ变换到dq坐标系，得到直轴电流id和交轴电流iq；PI模块，根据指令电流与反馈电流id、iq比较得电流偏差值，运算得到dq轴指令电压Vd、Vq；iPark变换模块，将Vd、Vq变换到αβ坐标系中，得到Vα、Vβ；SVPWM模块，根据Vα、Vβ计算三相PWM占空比，并产生六路PWM波形；时序控制模块，根据电流控制时序开启和关闭相应模块，完成永磁同步电机电流的控制。本发明通过对控制时序的优化以及基于FPGA的电流控制器的设计，大大减小了电流控制环路中的延时，从而提高了电流环带宽。

主权项

1.一种基于FPGA的永磁同步电机电流环带宽扩展装置，其特征在于，所述装置包括电流采样模块、Clark变换模块、Park变换模块、iPark变换模块、四倍频模块、CORDIC模块、PI调节器模块、SVPWM模块以及时序控制模块，其中：所述电流采样模块，用于控制外部AD芯片的启动和停止，以及给AD芯片提供AD转换的时钟信号，并在固定时钟下读取AD芯片所得的A相和B相电流采样值(i_a、i_b)；所述Clark变换模块，用于将相电流采样值(i_a、i_b)变换到αβ坐标系中，得到i_α、i_β；所述四倍频模块，用于接收外部编码器反馈信号(A、B)，并将其进行四倍频处理，得到电机角度(θ)；所述CORDIC模块，，用于根据电机角度(θ)计算其正余弦值(sinθ、cosθ)；所述Park变换模块，用于根据所述CORDIC模块的计算结果，将i_α、i_β变换到dq坐标系，得到直轴电流i_d和交轴电流i_q；所述PI模块，用于根据指令电流与反馈电流(i_d、i_q)比较得电流偏差值，利用电流偏差值进行比例、积分运算得到输出的dq轴指令电压(V_d、V_q)；所述iPark变换模块，用于根据所述CORDIC模块的计算结果，将dq轴电压(V_d、V_q)变换到αβ坐标系中，得到V_α、V_β；所述SVPWM模块，用于根据V_α、V_β计算三相PWM占空比，并产生六路PWM波形；所述时序控制模块，根据电流控制时序开启和关闭相应模块，完成永磁同步电机电流的控制。