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[参考译文] TMS320F2.8027万F:PMSM电机识别,用于使用2.8027万F微控制器的低电感电机

Guru**** 2589350 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8323, MOTORWARE, DRV8305, DRV8301

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/634489/tms320f28027f-pmsm-motor-identification-for-low-inductance-motor-using-28027f-microcontroller

部件号:TMS320F2.8027万F
主题中讨论的其他部件:DRV8323MOTORWAREDRV8305DRV8301

早上好,

我们正在尝试使用2.8027万F控制器和DRV8323驱动器来识别高速,低电感电机(~50krpm,~32uH)的电机电感和通量,但在测试中发现的电感错误。 请注意,我们在几年前成功地在另一个项目中使用了汽车器具,因此我对不同的项目和控制方法有一些了解。

电阻的大小顺序似乎是正确的,但lab2c项目正在确定1.e-7到1e-13的电动机电感,我知道这对于我的电动机来说太低了。 为了安全起见,我在user.h中将电机的最大电流设置为3A,即使电机的电流额定值大大高于此限值。 这是否会影响结果? 我曾尝试将 user_motor_fluance_EST_FREQ_Hz提高 到400Hz,但未能始终确定正确的电感。 这是我的数字

RS

0.0.55392083亿

0.0.56029175亿

0.0.70272058亿

LSD

3.25E-07

1.35E-07

3.60E-13.

LSQ

3.25E-07

1.35E-07

3.60E-13.

FluxVpHz

0.2.1851万

0.22.1093万

0.0.02165522亿

以下是我的user.h文件中的关键值

#define user_IQ_Full-Scale_FREQ_Hz (1666.7)// Hz =(RPM *极)/120

#define user_IQ_full标度电压V (14.4)

#define user_ADC_FULL比例电压_V (22.538)

#define user_voltage_SF ((float_t)((USER_ADC_FULL Scale Voltage_V)/(USER_IQ) FULL Scale Voltage_V))

#define user_IQ_full比例当前A (20.625)

#define user_ADC_FULL比例当前A (41.25)//

#define user_current_SF (((float_t)((user_adc_full) scale_current_A)/(user_IQ) FULL scale_current_A))

#define user_NUM_CURRENT_SENSORS (3)// 3在全速范围内实现最佳性能的首选设置,允许100 % 占空比

#define user_NUM_VOLATE_SENSORS (3)// 3必需

#define user_system_FREQ_MHz (90.0)

#define user_PWM_FREQ_kHz (45.0)// 30.0 示例,8.0 - 30.0 KHz (典型);极低电感,高速电机可能需要45-80 KHz

#define user_NUM_PWM_TICS_PER_ISR_TICK (3)

#define user_NUM_ISR_TICS_PER_CTRL_TICK (1)// 2示例,控制器时钟频率(CTRL)以PWM / 2运行;例如30 KHz PWM,15 KHz控制

#define user_NUM_CTRL_TICS_PEARS_PRIVE_TICK (1)// 1典型的正向FOC电流控制器(IQ/ID/IPark/SVPWM)以与CTRL相同的速率运行。

#define user_NUM_CTRL_TICS_PRIVE_per EST _Tick (1)// 1典型快速估算器以与CTRL相同的速率运行;

#define user_NUM_CTRL_TICS_Per_speed_tick (5)// 15典型匹配PWM,例如:15kHz PWM,控制器和电流回路,1KHz速度回路

#define user_NUM_CTRL_TICS_PER_TRAJ_TICK (5)// 15典型匹配PWM,例如:10kHz控制器和电流回路,1KHz速度回路,1 KHz轨迹

#define user_R_over_L_EST_FREQ_Hz (300)/300高速电动机的默认值,如果电动机ID的RoverL小于2000,则可减少到100

#define user_voltage_filter_pole_Hz (561.92)

这是我的马达参数

#define user_motor_type motor_Type_pm // motor_Type_pm (所有同步:BLDC,PMSM,SMPM,IPM)或Motor_Type_感 应(异步ACI)

#define user_motor_NUM_pole_pairs (2)//对,而非总极。 仅用于根据转子Hz计算用户RPM

#define user_motor_RR (NULL)//仅感应电机,否则为空

#define user_motor_Rs (0.47.3498万)//在Y等效电路中识别到中性相位(欧姆,浮子)

#define user_motor_ls_d (32.0e-6)//对于感应,确定的定子平均电感(亨利,浮子)

#define user_motor_ls_q (32.0e-6)//对于感应,确定的定子平均电感(亨利,浮子)

#define user_motor_ested_fluate (0.008)// 0.0045 estimated from Back-EMF

#define user_motor_magniting_current (NULL)//识别的感应电机的磁化电流,否则为NULL

#define user_motor_RES_EST_current (1.5)//电机ID期间,用于Rs估计的最大电流(安培,浮子),10 20 % 额定电流

#define user_motor_IND_EST_current (-motor) 1.5 //电机ID期间,最大电流(负电流,浮子)

#define user_motor_MAX_current (3.0)// critical:在ID和运行时使用,设置控制器最大电流命令输出的限制

#define user_motor_fluer_EST_FREQ_Hz (200.0)//电机ID期间,最大指令速度(Hz,浮子)。 应始终使用5 Hz进行感应。

#define user_motor_FREQ_low (166)// Hz -建议设置为额定电动机频率的10 %

#define user_motor_FREQ_high (1667)// Hz -建议设置为额定电动机频率的100 %

#define user_motor_FREQ_MAX (2000)// Hz -建议设置为额定电动机频率的120 %

#define user_motor_volt_min (1.80)// Volt -建议设置为额定电机电压的15 %

#define user_motor_volt_MAX (12.0)// Volt -建议设置为额定电机电压的100 %

如果您对这些错误的故障排除有任何建议,请告诉我。 在过去一周里,我尝试了许多不同的组合,但尚未取得任何成功。

此致,

Chris

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    1. user_system_FREQ_MHz对于F2.8027万F来说不适合90MHz,它是60MHz。
    2.无需将USER_MOTOR_FLUMENT_EST_FREQ_Hz设置为高频率,40Hz~100Hz适用于大多数电动机,包括低电感电动机。
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    Yanming下午好

    感谢您的快速回复。 我们已将设置更新为60MHz和100Hz,但仍无法识别电感。 对于每个ISR的PWM频率和刻度,您有何建议?

    #define user_system_FREQ_MHz (60.0)

    #define user_PWM_FREQ_kHz (60.0)// 30.0 示例,8.0 - 30.0 KHz (典型);极低电感,高速电机可能需要45-80 KHz

    #define user_NUM_PWM_TICS_PER_ISR_TICK (3)

    #define user_NUM_ISR_TICS_PER_CTRL_TICK (1)// 2示例,控制器时钟频率(CTRL)以PWM / 2运行;例如30 KHz PWM,15 KHz控制

    #define user_NUM_CTRL_TICS_PEARS_PRIVE_TICK (1)// 1典型的正向FOC电流控制器(IQ/ID/IPark/SVPWM)以与CTRL相同的速率运行。

    #define user_NUM_CTRL_TICS_PRIVE_per EST _Tick (1)// 1典型快速估算器以与CTRL相同的速率运行;

    #define user_NUM_CTRL_TICS_Per_speed_tick (5)// 15典型匹配PWM,例如:15kHz PWM,控制器和电流回路,1KHz速度回路

    #define user_NUM_CTRL_TICS_PER_TRAJ_TICK (5)// 15典型匹配PWM,例如:10kHz控制器和电流回路,1KHz速度回路,1 KHz轨迹

    #define user_R_over,L_EST_FREQ_Hz (300)
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    请注意,James M.发布的已识别参数表适用于我们正在测试的同一项目和电路板。 电感值为一致性~1e-13 (使用lab2c)。 电动机似乎在合理的电流消耗下运转良好,并且确定的通量和电阻似乎正确。

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    对。 Lab02c可在此类电机上正常工作。 您可以使用45kHz和3 ISR/控制信号,并且需要设置正确的USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT,USER_MOTOR_IND_EST_CURRENT和USER_MOTOR_MAX_CURRENT。 这三个值似乎太小,无法在识别过程中平稳地运行电动机。 您需要增加这些值,并将USER_MOTOR_FLUE_EST_FREQ_Hz设置为60Hz,以使电机平稳运行。
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    我们按照建议更新了我们的值,并使用以下结果运行了3次lab2c:

    LSD和LSQ似乎很低。 如果我们尝试使用这些值,我怀疑我们会出错。 更准确地衡量这些指标涉及哪些方面?  

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    电流还不足以平稳地运行电动机,您应持续增加以再次运行电动机。

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    早上好Yanming

    再次感谢您对此问题的快速回复。 在上次测试中,我们将电流增加到2.0 安培,电机正在使用此设置旋转。 在这种情况下,您建议增加电流的高度是多少? 是否有任何其他因素可能导致此问题?
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    使用了以下马达参数:

    从Lab2c中获得以下结果:

    LSD和LSQ似乎太低。 如何增加测试电流以获得更好的结果? 感谢你的帮助。

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    Plot Settings

    我在运行Lab2c时附上了来自数据记录器的A相电流图片。 目前的情况似乎比我预期的要好。 这看起来是否正确?

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    Yanming下午好

    Jim附上了三张图表,显示了测得的IA电流,该电流由2.8027万F处理器记录,用于上升和通量估计状态。 我看到有些情况下,电流会跳转。 您能否验证这是这两种状态的预期行为?

    此致,

    Chris

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    检查电感测量通道A电流波形。

    同时检查Rampup阶段的波形

    这些看起来是否正确?

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    TI社区是否有任何建议? 延明? 我们已尝试增加LS估计电流,但没有成功。 您建议的后续故障排除步骤是什么? 不同估算状态的IA图形是否看起来正确?

    谢谢!

    Chris

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    您是否可以将最新的user.h拖放到您的回复中,我将进行查看
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    晚上好,Chris,

    很乐意再次听到您的声音。 您过去在我们之前的电机控制器项目中为我们提供了巨大帮助。 下面是user.h文件的副本。 我们尝试了几  种不同的USER_MOTOR_IND_EST_CURRENT和USER_MOTOR_FLUES_EST_FREQ_Hz设置,但未能获得成功的电感估计。 您对之前帖子中的IA图形是否正确? 您对接下来的调试步骤有何建议?

    此致,

    Chris

    e2e.ti.com/.../7.5774万.user.h

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    e2e.ti.com/.../6327.user.hI假定这是一个完全定制的电路板。

    您是否检查过以确保正确的引脚映射,电流极性等?

    您是否识别并运行任何其他"标准电机"

    MotorWare v18具有proj_lab01来帮助进行硬件验证。

    假设所有硬件/软件设置都正常...

    我看不到需要进行的大量更改,但您可以使用此user.h

    使用proj_lab02c重试马达ID

    报告右前,左前和右后

    电机是否开始旋转并逐渐达到80 Hz = 2400 RPM?

    如果不启动,则增加

    用户电机RESS_EST_Current   (5.0)

    报告助熔剂值

    在ID过程中,电机是否以2400 RPM的转速运转?

    如果没有,请增加

    用户电机RESS_EST_Current   (5.0)

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    您似乎正在将50个示例宽块(1 Hz)绘制为400个示例图。 这将给你大约8段不相关的数据在你的图表中我打赌这不是你想要的。 检查配置。

    此外,0.003 VpHz x 100 Hz的通量提供~ 0.3V。 在 ADC_FULL Scale电压为22.53V时,这只是您的ADC刻度的1.3 % ,4095中有54个计数。 这并不是不可能衡量的,但它是相当低的,我不希望有噪音的板能够衡量这一点。

    在全14伏电压下,该电机将运行至(大致) 140.000 转速(14 / 0.003 / 2 * 60),这似乎相当高。 在我看来,这款电机和主板不是很适合。

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    下午好,Chris,

    感谢您的建议。 我退了一步,连接了一个更标准的电感电机,即Anaheim Automation BLY17系列电机,但仍无法实现一致的识别。 它似乎发挥了作用,也许是当时的50 %。 此电动机是一 个8极,1.5欧姆,2.1mH和2.7V/kRPM电动机。 在成功识别后,我找到的值是1.3 欧姆,1.3mH和0.025V/Hz,这些值似乎是合理的。 但似乎有两个问题

    1)解析这些参数并重新设置Flag_RunIdentify = 1后,电机控制不好。 振动很大,在大约200转/分时会变得不稳定。

    2)它仅为这些参数求解,大致为50 % of the time。 在其他情况下,确定的LS为1e-9H。

    我修改了数据记录以存储150个值x 3个相位(这似乎是2.8027万F芯片组的限制),并在Rs,Flux和LS识别阶段记录了一些电流示例图像。 它似乎与实验室文档中显示的正弦波不匹配,但可能我没有记录足够的样本。 是否有调整图形设置以帮助故障排除的建议?

    对于这款新电机可能出现故障的原因,还有什么其他想法? 我确实返回并运行实验室1b和1c,在这两种情况下我都可以旋转马达。 我已附上最新的user.h以供查看。

    RS标识

    助熔剂识别

    LS识别

    e2e.ti.com/.../7360.user.h

    再次感谢您的支持!

    Chris

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    我想说您的硬件有一些严重的问题。 您需要仔细观察您的电压和电流感应电路。 确保开氏接地连接。 确保没有噪音。 进行偏移校准时,所有三个通道应接近相同的值。 在您的user.h中,您当前的偏移量是硬件问题的明显迹象。
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    晚上好,Chris,

    感谢您的快速回复。 我们将更详细地了解电压和电流感应电路。 如何执行偏移校准? 是否只是在电路中没有电流的情况下读取一个读数(或一组读数)以测量偏置? 如果我直接测量每个电流/电压输入(未运行时)上的ADC输入,我会在示波器上看到相同的偏差吗? 如果是这种情况,很容易确认电流/电压偏差是否正确。

    另请注意,我们正在使用最新的DRV8323芯片,它具有三个电流放大器。 我们必须基于drv8305.c创建自定义drv8323.c,其中包括更新寄存器映射。 在识别阶段是否有特定命令或条件发送到DRV8301或DRV8305芯片? 在识别阶段,DRV芯片是否必须处于特殊状态?

    再次感谢您的支持!

    此致,
    Chris
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    Chris,
    请复习SPRUHJ1章节6.5 2

    否,DRV芯片没有特殊状态。 请注意,我们通过以下软件下载添加了对DRV8323的支持:
    e2e.ti.com/.../63.5499万
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    下午好,Chris,

    再次感谢您审核我们的案例。 经过彻底的硬件审查后,我们发现我们使用的是2.048 参考电压信号,但DRV8323需要的参考电压大于3伏。 一旦我们做出了这一改变,我们将获得更加一致的电流和电压偏移。 尽管偏置偏差有所改善,但我仍然看到相同的问题,即电感测量值为1e-9H,可能是当时的50 %。 请注意,我们使用的是开尔文接地连接。 您接下来建议的故障排除步骤是什么? 我附上了我最近的Anaheim motor.e2e.ti.com/.../5270.user.h user.h

    //! \A,B和C相位的ADC电流偏移简介

    //! \简要取决于一次性硬件,但校准也可以在运行时完成
    //! \brief在初始板校准后,应针对您的特定硬件更新这些值,以便在以二进制文件格式编译后可用于加载到控制器中
    #define I_A_offset (0.9.73623335亿)
    #define I_B_offset (0.9.75451648亿)
    #define I_C_offset (0.9.89299715亿)

    //! \A,B和C相位的简短ADC电压偏移
    //! \简要取决于一次性硬件,但校准也可以在运行时完成
    //! \brief在初始板校准后,应针对您的特定硬件更新这些值,以便在以二进制文件格式编译后可用于加载到控制器中
    #Define V_A_Offset (0.3.18499684亿)
    #define V_B_offset (0.3.18760693亿)
    #define V_C_offset (0.3.1639427亿)

    祝你一切顺利,

    Chris

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    我认为这不是您的问题,但您可以将这两项设置为(1)
    #define user_NUM_CTRL_TICS_PRIVATS_PRE_STICK (5)
    #define user_NUM_CTRL_TICS_PRIVE_per TRAJ_TICK (5)

    您是否仍在像第一个接线柱那样在低通量,低电感电机上执行ID? 或者您是否实际使用Anaheim_BLY171D?

    如果您正在使用Anaheim_BLY171D并获得1e-9测量值,则您的硬件肯定存在问题。

    如果您使用低通量,低电感电机,则需要确保更新该电机的user_motor值:
    #Elif (user_motor == Anaheim_BLY171D)
    #define user_motor_type motor_Type_pm
    #define user_motor_NUM_pole_pairs (4)
    #define user_motor_rr (空)
    #define user_motor_Rs (1.3000000000)
    #define user_motor_ls_d (0.0013000000)
    #define user_motor_ls_q (0.0013000000)
    #define user_motor_rated流量 (0.0250000000)
    #define user_motor_magniting_current (空)
    #define user_motor_RES_EST_current (0.5)
    #define user_motor_IND_EST_current (- 0.5)
    #define user_motor_MAX_current (1.8)
    #define user_motor_fluate_EST_FREQ_Hz (26.7)

    USER_MOTOR_FLUE_EST_FREQ_Hz (60.0)至(80.0),用于高速电机
    USER_MOTOR_MAX_CURRENT (1.8)//这需要更高,只需将其设置为(20.0),您就不必担心了

    USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT (0.5)//从额定电流的10 % 开始,并持续增加,直到电机能够开始旋转,达到EST_FREQ_Hz,并持续旋转。

    使用proj_lab02c
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    您好,Chris:

    再次感谢您对此项目的帮助。 我目前正在使用Anaheim_BLY171D进行故障排除,因为这是一种更常见的电机配置。 我仍然无法成功(重复)识别电感。 我尝试了较高的速度和TRAJ频率,但当我尝试运行电机标识时,它返回CTRL_ERROR。

    我发现电机在400转/分(速率速度的10 % ,例如用户.h中定义的26.7Hz)的流量识别过程中自由旋转,没有太大振动,但是,在LS识别过程中电机根本不旋转或旋转非常差。 您能否提供任何见解,说明为什么它在助焊剂识别过程中会成功,运行良好,但在LS识别过程中失败。 例如,其中一个估计值是否依赖于相电流,而另一个估计值是否依赖于电压测量?

    对于我们在LS识别过程中看到的可疑硬件问题,您建议如何进行故障排除。 在标识的不同段中查看相电流和电压图是否有用。

    此致,
    Chris
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    识别此电机时绝对不会出现任何问题。

    我会重新检查您当前的采样电路。 您的软件中的极性是否正确?

    您可以使用proj_lab01执行一些开环检查
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    电动机在lab1c中旋转,但我不确定IA电流测量结果会是什么。 我已使用设置数据记录器

    datalog.iptr[0]=&gAdcData.I.Value[0]; // datalogBuff[0]

    datalog.iptr[1]=&gAdcData.I.Value[1];// datalogBuff[1]

    datalog.iptr[2]=&gAdcData.I.Value[2]; // datalogBuff[2]

    和设置

    gMotorVars.IqSet_A =_IQ (0.5 *用户_电机_最大_电流);

    但我只看到我的三个图形中的电流可能达到0.1 安培(其中应该是最大电流或0.9 安培的一半)。 另请注意,我的电源的电流测量的是0.5 安培,但这不是单个相位电流。

    您希望&gAdcData.I.Value[0]达到IqSet_A的0.9 Amps值吗?

    我还在DRV8323数据表中发现Isense / SOx输出似乎是反转的。 在哪里可以将我的hal.c电流感应配置为反转?

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    在哪里可以将我的hal.c电流感应配置为反转?

    回顾SPRUHJ1
    5.2 Tm2.
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    感谢您的确认。 我使用的是负面反馈(同相引脚),这是默认配置。 根据我的理解,无需进行其他更改。

    只是确认一下,我应该使用VREF_DIV = 1,以便放大器的Vref为Vref / 2,允许双向电流感应?
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    "使用VREF_DIV = 1,使放大器的Vref为Vref / 2,允许双向电流感应?"

    我不熟悉此DRV设备的使用。

    当然,您目前的感觉似乎存在一些非常错误的地方。
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    根据我的经验,所示电感值几乎是准确的。 如果有任何疑问,请尝试定义电机参数。

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     您是否在示波器上有任何电流波形以供识别以显示问题? 感觉电机运行不顺畅。 电机的额定电流是多少? 您可以将USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT和USER_MOTOR_IND_EST_CURRENT设置为额定电流的20 %~40 % ,以确保电动机平稳运行。

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    您好,Chris:

    只是想检查一下,看看您方面是否有任何更新,如有任何问题,请告诉我。 如果否,我们将关闭此线程。