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萊迪思FPGA助力屢獲殊榮的超級(jí)高鐵及電機(jī)設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2023-01-13 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏


本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202301/442644.htm

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作為低功耗可編程器件的領(lǐng)先供應(yīng)商,可持續(xù)發(fā)展始終是產(chǎn)品創(chuàng)新的一個(gè)核心指導(dǎo)原則。在過去幾年里,與Swissloop合作,一如既往地支持他們的超級(jí)高鐵研究項(xiàng)目。對(duì)于該學(xué)生組織而言,過去的一年又是成果豐碩的一年。本文將介紹該團(tuán)隊(duì)2022年的一些項(xiàng)目進(jìn)展及Swissloop領(lǐng)導(dǎo)人Roger Barton和Hanno Hiss開展的卓有成效的工作。

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Swissloop團(tuán)體照片

Swissloop是一個(gè)由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)贊助的學(xué)生組織,主要從事超級(jí)高鐵技術(shù)及其現(xiàn)實(shí)應(yīng)用方面的研究。他們的項(xiàng)目在SpaceX Hyperloop競賽和巴倫西亞舉行的歐洲超級(jí)高鐵活動(dòng)周(European Hyperloop Week)中大獲成功。其最新的“Lavinia Heisenberg”號(hào)車艙在荷蘭代爾夫特的超級(jí)高鐵活動(dòng)周上憑借最佳的機(jī)械設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)斬獲機(jī)械子系統(tǒng)獎(jiǎng)和牽引力獎(jiǎng)。該車艙不僅首次展示了貨物運(yùn)輸,還擁有線性磁阻馬達(dá)等其他多項(xiàng)創(chuàng)新。

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Swissloop 21/22 Lavinia Heisenberg車艙亮相2022年歐洲超級(jí)高鐵周

他們總結(jié)了去年的一些經(jīng)驗(yàn),其中一點(diǎn)就是在上實(shí)現(xiàn)更多的逆變器控制功能。通過利用大量的引腳和最大程度的并行,他們成功使用單個(gè)運(yùn)行8相電機(jī)。他們還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)超高控制頻率的遲滯帶控制器。測(cè)試后,他們成功地以1MS/s對(duì)電流進(jìn)行采樣,并在該頻率下運(yùn)行控制環(huán)路。

比微控制器更適合應(yīng)用于發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)的快速響應(yīng)以及EMC的信號(hào)同步應(yīng)用。在控制系統(tǒng)開發(fā)的過程中,他們大量使用各種測(cè)試平臺(tái),包括使用電力電子仿真軟件 PLECS以及版本的ModelSim實(shí)現(xiàn)協(xié)同仿真。從而提前測(cè)試控制器的行為,包括誤控制時(shí)的安全關(guān)鍵場(chǎng)景。這節(jié)省了大量的測(cè)試時(shí)間,讓新電機(jī)快速順利運(yùn)行。

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搭載萊迪思MachXO3器件的通用PCB板

他們還使用萊迪思SPI IP與微控制器實(shí)現(xiàn)了雙向通信,因此可以在刷新FPGA后設(shè)置各種配置參數(shù),在不同的模式下快速運(yùn)行車艙。拓展到整個(gè)電機(jī)層面,他們?cè)谛酒蠈?shí)現(xiàn)了很多功能并達(dá)到了預(yù)期的性能。萊迪思提供了更大容量的器件,幫助他們輕松運(yùn)行控制器,無需在硬件方面做出妥協(xié)。

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FPGA下方的PCB底層



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