駆動装置およびモーター制御

現代の電気駆動装置には、単なる制御モーター以上の次のような機能が求められています。

• TSN (Time-Sensitive Networking) のサポートを含む多様な産業用イーサネット規格への接続性
• OpenSafety、ISO13849 Ple CAT 4、IEC 61508 SIL 3 機能安全規格および IEC 62443 サイバーセキュリティへの準拠
• 種類の多様化に伴い、より多くのセンサー入力へ対応
• HMI (Human Machine Interface) の統合
• より多くのアプリケーションに対応するために物理的フットプリントを縮小
• ナノ秒レベルのループ収束時間でシステムレベルの消費電力を削減
• データ ロギング機能の強化
• QEI、BISS、Endat 2.0、Hyperface エンコーダーのサポート
• 予知保全/予知制御、遠隔診断、デジタルツイン、およびその他のエッジ インテリジェンスに対応するリアルタイム分析と機械学習

一般的な 2 レベル インバーターから SiC (炭化ケイ素) を用いた 3 レベル インバーターまであらゆる数のモーターに対して正確かつ確定的な制御を維持し、また上記のような最先端機能を統合するには、各機能を分離できるプログラマブル ロジックを備えたザイリンクスの SoC および FPGA が最適です。アプリケーション プロセッサのキャッシュ ミスやデザイン内に新しい規格や新しい機能ブロックを追加することによって、制御ループおよび通信サイクルのタイミングに影響を及ぼすことはありません (100,000 RPM 以上であっても)。

最も簡単な方法は、ザイリンクスの EDDP (電気駆動装置デモンストレーション プラットフォーム) を利用することです。EDDP は、Trenz Electronic 社から購入可能で、ハードウェア キットが含まれているほか、モーター制御のスペシャリストである Qdesys 社が提供するフィールド制御アルゴリズムの C++ 実装が無償で提供されます。オープンソース デザインはザイリンクスの Vivado HLS および Vitis ツール フローに対応し、EDDP のハードウェアを利用してユーザーの C/C++ ベース アルゴリズムに情報を与えることで、革新的な python ベースのモーター制御分析および機械学習フレームワークである SPYN へのアップグレードが無償で可能になります。EDDP については、トレーニング ビデオおよびコミュニティ フォーラムでサポートされています。EDDP にはブラシレス DC モーター (BLDC) が搭載されていますが、ザイリンクス ソリューションはサーボ モーターを含むさまざまな AC および DC モーターをサポートしています。EDDP プラットフォームは、ソフトウェア アップグレードが無償で可能になるため、Azure IoT を使用したエッジおよびクラウド環境での予知保全の高速化が可能です。