[参考译文] TMS320F280025：TMS320F280025 单分流器 PMSM 压缩机电机控制–电流检测不稳定性、eSMO 精度和振动问题

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Other Parts Discussed in Thread: TMS320F280025, TIDM-1010

请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1647979/tms320f280025-tms320f280025-single-shunt-pmsm-compressor-motor-control-current-sensing-instability-esmo-accuracy-and-vibration-issues

器件型号： TMS320F280025
主题： C2000WARE 中讨论的其他器件

尊敬的 TI 支持团队：

我们目前正在为 HVAC 室外单元开发一个 PMSM 压缩机电机控制应用、该应用采用 TMS320F280025 控制器、具有基于 eSMO 的无传感器 FOC 控制。

系统详细信息：
•MCU：TMS320F280025
•电机类型：PMSM 压缩机电机
•控制方法：使用 eSMO 的无传感器 FOC
•PWM 频率：6kHz SVPWM
•电流检测拓扑：单分流器
•直流母线电压：310V 直流
•PFC 电压：375V DC
•使用的 Ware_Motor：C2000TM Control_SDK_5_04_00_00
•参考工程：tidm_02010_dmpfc\f28002x

我们在定制电路板的电机运行期间面临多个问题、并向 TI 专家团队索取指导。

问题 1：电流检测不稳定性

当压缩机关闭时、电机电流反馈保持稳定。但是、在电机开始运行后、ADC 电流反馈会变得不稳定并有噪声。

观察结果：
•在 PWM 运行期间、电流波形变得不稳定
•问题严重性随着电机转速/负载的增加而增加
•怀疑 PWM 开关噪声耦合到 ADC 检测路径中
•已审查 ADC 触发时序和硬件路由、但问题仍然存在

问题 2：速度波动
命令的电气频率与实际运行频率不匹配。

观察结果：
•电频率波动约为±5Hz 至±10Hz
•波动会以较高的速度增加
•速度振荡显示为周期性、而不是随机

问题 3：eSMO 估算精度
我们怀疑 eSMO 估算在电机运行条件下的不稳定性。

问题：

我们如何验证 eSMO 估算误差是否由嘈杂的电流反馈引起？
哪些 eSMO 参数对于高负载压缩机应用最关键？
在较高电气频率（高达 480Hz 电气频率）下、是否有针对 eSMO 的建议调谐程序？

问题 4：高电气频率下的振动和电流尖峰
在负载条件下、较高的电气频率下会出现机械振动和电流尖峰。

观察结果：
•空载条件下无振动
•半负载振动始于 240Hz 左右的电气频率
•满载振动始于大约 120Hz 至 140Hz 的电气频率
•在振动条件下、电流尖峰会增加

问题：

不稳定的电流检测产生的扭矩纹波是否会导致压缩机振动？
是否有任何推荐的方法来减少无传感器压缩机控制中的扭矩纹波？
6kHz PWM 频率是否足以支持压缩机 PMSM 运行、或者应该使用更高的 PWM 频率？
是否有与压缩机谐振或振动缓解相关的 TI 应用手册？

我们希望得到有关以下方面的任何建议：
•ADC 采样时序
•eSMO 调优和电机参数调优
•单分流器电流重构
•PWM/死区时间优化
•降噪技术
•特定于压缩机电机的 FOC 注意事项

感谢您的支持。

此致、

Navaneeth Kumar

5 个月前

0 admin 5 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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尊敬的 Navaneeth：

我们可以在 TIDM-1010 中添加振动补偿、您是否了解过此选项。请参阅 https://www.ti.com/lit/ug/tidube5a/tidube5a.pdf?ts = 1780486552405 中的第 2.4.2.4 节。您可以设置预定义符号 MOTOR1_VIBCOMPA 来启用此振动补偿。

0 admin 5 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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您好、

此外、还可以向文卡塔注释中添加电流和电压噪声滤波器符号、默认情况下未启用。使用 debug 命令指示 MODE 为 eSMO、或在电机运行期间强制该模式为预期模式、因为它们有时不会单独根据工程符号的指定置位。确保调整 eSMO 低通滤波器和 KI/KP 设置。如果 MOSFET 因电流需求负载而发热、可以尝试更高的 PWM 频率、例如 16kHz、请参阅数据表中的安全工作区图。噪声滤波器：MOTOR1_FILTERIS MOTOR1_FILTERVS。

此致、

0 admin 5 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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您好@venkata Genatco

感谢您发送编修。

我们在空载条件下测试了电机、并能够达到高达 320Hz 的电气频率而不出现任何问题。估算角度在整个速度范围内保持稳定、电机运行平稳。

目前、我们正在评估满载条件下的系统。我们观察到：

估算的速度与参考速度非常接近。
估算角度显示轻微的变化/噪声、但通常与电机运行保持一致。
在有负载的情况下运行一段时间后、电机突然失去速度并降至零、最终停止。

我们现在正在调查负载下速度突然崩溃的原因。根据您的建议、我们还将评估：

振动补偿 (MOTOR1_VIBCOMPA)
eSMO 低通滤波器调优
eSMO KP/KI 调优

您能否帮助我们了解、即使估算的速度与参考值匹配并且估算角度看起来合理正确、什么因素也可能导致电机突然失去速度并在负载下停止？您是否会建议通过监控来确定根本原因的任何特定信号、参数或 eSMO 变量？

电流和电压噪声滤波器 (MOTOR1_FILTERIS 和 MOTOR1_FILTERVS)、我们在代码中未找到

请提供任何指导。

感谢您的支持。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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尊敬的 Navaneeth：

多少时间后、您会发现速度下降。是几秒钟还是几分钟后？通常、当速度稳定、除非发出故障、否则电机应正常运行而不会停止。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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HiVenkataPavan Mahankali Genatco

感谢您发送编修。

在满负载的 v/f 模式下、它以高达 75Hz 的频率运行、电气速度是匹配的、但角度略有变化、当我们将速度增加到 80Hz 时、它会立即下降。

在 FOC 模式下、我们从 55hz 电气频率开始、运行几秒。然后它突然下降到零、我们也没有遇到任何故障。

请提供任何指导。

感谢您的支持。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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Navaneeth、我相信当您提到 55Hz 将是切换速度时、您能在切换时跟踪观察者的速度吗？您是否确保电流在此切换速度下是稳定的。如果观测器速度稳定、则可确保转换可以顺利进行。示波器上是否有电流波形图。这将是容易理解的

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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电流和电压噪声滤波器 (MOTOR1_FILTERIS 和 MOTOR1_FILTERVS)、我们在代码中未找到

这些是在 UMCSDK v5.04 中启用噪声滤除的符号、将它们添加到工程属性常规选项卡下、然后进行清理和编译。

在负载下运行一段时间后、电机会突然失去速度并降至零、最终停止运行。

CMPSS 可能检测到过流故障情况、可能会在 CCS 调试中注意到、或者根本不会。发生这种情况时、示波器探头是否指示 PWM 驱动信号停止或占空比为 50%？如果 eSMO 在 CL 期间下降 PLL 锁定、电感 LD/LQ 值也会导致奇怪的问题。您如何识别电机、TI 电路板或定制 PCB？您能否选择仅 FAST 估算器模式来帮助确定 eSMO 是否正在降低负载？

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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Genatco

感谢您的意见。

当问题发生时、我们未观察到任何故障情况。我们检查了故障状态、没有看到触发了任何 CMPSS 过流跳闸事件。

在此事件期间、我们还探测了 PWM 输出。 PWM 信号不会转换到固定的 50%占空比；尽管电机行为变为异常、但 PWM 生成会继续。

硬件是我们的定制 PCB、而不是 TI 评估板。

遗憾的是、FAST 估算器模式在我们当前的硬件/软件配置中不可用、因此我们无法在 FAST 和 eSMO 运行之间进行直接比较。

请找到随附的图像、其中包含相电流、eSMO 角度和反馈速度的基准。

您能否告知 eSMO 和电流控制环路的建议软件调优过程？具体来说、您是否建议验证或调整任何参数（例如 LD/LQ、PLL 增益、Kp 和 Ki 值，观测器增益或其他电机识别设置）、以确定 eSMO 是否在负载下失去锁定？

如果您能提供有关调试或调整此问题的任何指导、我们将不胜感激。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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不幸的是、FAST 估算器模式在我们当前的硬件/软件配置中不可用、因此我们无法在 FAST 和 eSMO 操作之间进行直接比较。

您可以强制代码使用 FAST 估算器、在永远循环之前添加到 (sys_main.c)。即使启用了编码器、估算器模式/类型主要取决于软件、也不依赖于硬件。

#elif Defined (MOTOR1_FAST)&& Defined (MOTOR1_eSMO)
systemVars.estType = EST_TYPE_FAST_eSMO；//估算器为 FAST 和 eSMO

/*设置估算器 FAST 模式观测器*/
systemVars.estType = EST_TYPE_FAST；
/*设置估算器模式 FAST */
motorVars_M1.estimatorMode = ESTIMATOR_MODE_FAST；

请找到随附的图像、以供您参考相电流、eSMO 角度和反馈速度。

电流非常不稳定、可能是由于 PLL 观测器因单分流器与 Park 失去同步提出了很多问题、您想不想。 Documents 文件夹中有解释 SMO 参数的 PDF 文本。在期望 SLMO 与单分流器搭配使用之前、您可能会节省大量时间来首次实现 FAST 估算器的稳定运行。快速模式将让您查看硬件是否导致问题、而不是固件问题。

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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感谢您发送编修

我们检查了软件包并在 libraries/observers/est_lib/include 下找到了 est.h。但是、我们找不到 FAST 估算器函数定义、如 EST_run ()、EST_init () 或 EST_setParams ()、也没有 EST.c 源文件。

由于我们的当前构建中没有这些函数、因此无法使用建议的代码更改来启用快速模式。

您能否确认 F280025C 的 tidm_02010_dmpfc_002x 工程是否包含 FAST 估算器支持？如果需要其他库或编译配置、您能为我们提供合适的文档或参考工程吗？

同时、您是否还可以提供建议的 eSMO 调优参数、以便研究负载下的 PLL 锁定损耗？

0 admin 4 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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但是、我们找不到 FAST 估算器函数定义、例如 EST_run ()、

如何为位于 sys_main.c 或 CCS 调试控制脚本开关顶部的 FAST 估算器或 eSMO 模式启用工程符号？如果 TI 工程师要创建不遵循 LaunchXL-25c 的原始 UMCSDK PDF 指南的固件示例、则所有这些都将在此论坛上丢失、以提供外部支持、并使试图帮助解决问题的任何人感到困惑。如果是这种情况、则原始记录的开发过程与您的项目无关。您必须自行判断、以确定文档详尽的工程符号与从为 tidm_02010 示例修改的 UMCSDK v5.04 衍生的自定义固件之间的关系。您所在域中似乎有人为您的定制 PCB 创建了定制固件？

与此同时、您是否还能提供建议的 eSMO 调优参数、用于调查负载下的 PLL 锁定损耗？

在线程头中、您指定了电机控制 SDK v5.04、因此建议首先使用快速模式、即使使用自定义固件和单分流器也是如此。在通用 MCSDK v5.04 中、必须为 eSMO (ki/KP) 值启用 PI 调优以产生任何效果、并将函数调用添加到 CPU 计时器 1 开关案例树或 user_mtr1、h Ki/KP 调优值在低于 PLL 低通滤波器设置 user_mtr1.h 时无效当 MOTOR1_DCLINKSS 允许对 FAST 估算器块名称 eSMO 的 Volt_Rec α/β 输入进行单分流操作时、您应该能够根据 PDF 表 3-1 启用带有 FAST 估算器的单分流器、但它是 FAST 块、通过符号代码段启用 eSMO 并编译到固件。

             runMotorMonitor(motorHandle_M1);
             //
             calculateRMSData(motorHandle_M1);
#if defined(MOTOR1_PI_TUNE)
             // Tune the gains of the controllers
             obj->flagEnableTuneController = true;
             //
             tuneControllerGains(motorHandle_M1);
#endif       // MOTOR1_PI_TUNE

             // calculate motor protection value
             calcMotorOverCurrentThreshold(motorHandle_M1);

您能否确认适用于 F280025C 的 tidm_02010_dmpfc_002x 工程是否包含快速估算器支持？

在过去几年中、固件是否随 tDIM_02010 一起提供、TI 从未将固件与硬件示例捆绑在一起。您可以通过 CCS Resource Explorer REX 下载 UMCSDK v5.04、并修改代码以与定制电路板配合使用。本文档中的示例展示了采用 DRV8329-EVM 的 x25 单 Sunt。

您可能需要确认在代码中为单分流器配置了 XBAR。

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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你好 Genatco

感谢您的持续支持。

我们想分享最新进展情况。

根据您的建议并在广泛调整电机参数后、我们取得了重大进展。我们现在能够在无传感器 FOC 模式下成功地将压缩机运行至其最大目标电气速度。系统现在的运行状况比以前好得多。

在这一阶段、我们还有一个问题。

尽管压缩机达到最大电气速度、但估算的电气速度仍在基准速度附近大约±5Hz 波动。我们希望进一步降低它以实现稳定运行。

您能否建议我们接下来应调整哪些 eSMO、PLL、速度滤波器或其他控制参数、以便更大限度地减少该±5Hz 速度波动？如果有任何推荐的调优指南或调试步骤、我们非常感谢您提供建议。

我们期待您的建议、以帮助我们成功完成调优。

此致、

Navaneeth

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 2999690 points

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您能建议我们接下来应调整哪些 eSMO、PLL、速度滤波器或其他控制参数、以便更大限度地减少该±5Hz 的速度波动吗？

尊敬的 Navaneeth：

很高兴听到您成功解决以前的问题。想知道工程中是否添加了用于速度控制 CMD_POT 符号的板载电位器？否则、也许启用惯性值 USER_MOTOR1.h、这将防止 KP_SPD、KI_SPD 值振荡或从不稳定±2Hz。仅当正确计算了转子工作点半径和质量的正确惯性值时。

您可以要求 Copilot AI 估算自定义电机或缺少细节时的惯性。您将需要以千克为单位的转子 OD 和质量。请告诉我们您的进展！

此致、

C2000™︎ 微控制器（参考译文帖）

C2000™︎ 微控制器（参考译文帖）(Read Only)

[参考译文] TMS320F280025：TMS320F280025 单分流器 PMSM 压缩机电机控制–电流检测不稳定性、eSMO 精度和振动问题