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[参考译文] TMS320F28069M:高电流、高功率再生制动期间稳定性丧失和相电流不均

Guru**** 2522770 points
Other Parts Discussed in Thread: TMS320F28069M

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/1137907/tms320f28069m-loss-of-stability-and-uneven-phase-currents-during-high-current-high-power-regen-braking

器件型号:TMS320F28069M

一段时间以来、我们一直在开发定制板、并且在高电流重新稳压期间一直在努力提高稳定性。 问题的一部分是电机的磁饱和、但我们现在有一个新的电机设计、该设计可以承受更高的磁场、并且不会在我们所需的转矩输出上饱和。 总体而言、与之前的问题相比、我们的情况有了很大改善。 但在极端情况下,我们仍有一些问题。 我们正在寻求建议或建议、以帮助我们实现所有绩效目标。

设计:除了 TMS320F28069M 之外、我们还使用具有 SPI 总线、集成降压和集成分流放大器的 TI DRV8353RSRGZR 栅极驱动器。

针对本问题、我们的电流分流器是750uOhm 分流器、电流分流放大器增益设置为10V/V 我们还使用了500uOhm 分流器、 同样使用了20V/V 分流器、这也同样很好。

USER_VOLTGE_FILTER_POLE_Hz 现在为315Hz。

USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTGE_V 为66.08745V

我们的 PWM 频率为20kHz。

USER_NUM_PWM_TICKS_PER_ISR_TICK 为3。

在前进模式中、我们能够轻松实现目标扭矩和功率限制(4.5 Nm 或500瓦机械功率、以更有限的功率为准)。

在再生制动期间、我们希望达到8 Nm 或1500机械瓦(以更有限的功率为准)。 目前、我们可以在1350 RPM 时实现8 Nm、但当我们尝试在1800 RPM 时实现8 Nm (非常接近1500瓦...)时、控制器无法保持稳定的控制。 我们看到不平衡的相电流最终导致过大的电流。

下面是以1450RPM 转速运行时的 ADC 相电压图。 垂直轴是原始 ADC 数据。 水平轴是以 ms 为单位的时间。 电机速度由测力计保持恒定。 电机正在再生(扭矩与旋转方向相反)。 电池电压约为53V。电池较大、可轻松接受重新稳压电流。




下面是在与相电压 ADC 结果完全相同的时间获取的相电流 ADC 结果图。 该图还显示了 FAST 观测器报告的磁通矢量角度。

下图显示了同时 PID 电流控制器的 Vd 和 Vq 输出。 注意:IDREF 设置为零、Iqref 设置为-75A。没有速度控制环路运行。 尽管 Vd 和 Vq 上有很多纹波、但控制似乎是稳定的。 但是、我很想知道会导致该纹波的原因是什么? 您曾见过这种情况吗? 这是正常的吗?


另一个异常是快速速度估算不准确。 出于某种原因、FAST 观测器认为速度远低于实际速度。 实际转速为1350 RPM。 下面是快速估算的图形。 如您所见、FAST 估算出大约1150 RPM 的速度、这是一个200 RPM 的误差。 我们知道实际速度、因为我们在轴上使用的是一个转速计。


我将在下面展示相同的图形、但速度为1800 RPM。 您可以看到、在图形的末尾附近会发生几件事情。 Vd 和 Vq 上的纹波或噪声变得过大、并以数字方式饱和(此时我们不启用过调制)。 速度估算与实际速度相差过大、相电流变得过大。

我想知道 TI 在改进或调试错误方面有哪些建议。 我们已经验证了电流感应和电压感应的准确性。 我们应该调整 PID 环路吗? 如果是、如何操作? 我们是否应该在电压或电流输入上使用某种类型的数字滤波器? 对 PID 环路的 Vd 和 Vq 输出进行数字滤波是否安全? TI 是否不支持高功率 regen? FAST 观测器是否仅针对汽车进行了优化? 我们应该尝试使用不同的观测器吗?

期待收到一些可行的建议、或令人满意的解释、以了解我们为什么在 Vd 和 Vq 上有如此大的纹波、以及为什么我们在 regen 期间实际速度和快速估算速度之间存在差异。

  • 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。

    正如您发布的另一个主题中所讨论的。 我们不知道 FAST 在具有 如此高负扭矩电流的再生模式下能够正常工作、前提是更改了机器数学模型。 估算转子角度和速度将不正确、这可能会导致具有高纹波的 Vd 和 Vq。 FAST 设计用于具有精确 数学模型的电机控制模式。  是的、您可以尝试通过减小 KP 来调节电流 PI 控制器、以查看发生了什么情况。

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    谢谢、Yanming。 您能解释一下这意味着:"如果机器数学模型发生了变化吗?"  机器数学模型在 regen 中是否应该与在电机中相同?

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    [引用 userid="516324" URL"~/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1137907/tms320f28069m-loss-of-stability-and-uneven-phase-currents-during-high-current-high-power-regen-braking/4224373 #4224373"]机器数学模型在 regen 中是否与在电机中相同?

    是的。 FAST 估算器需要精确 的数学模型、它不知道机器是否处于再生 或电机控制模式。 它始终根据 电机的数学模型估算转子角度和速度。

    [引用 userid="516324" URL"~/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1137907/tms320f28069m-loss-of-stability-and-uneven-phase-currents-during-high-current-high-power-regen-braking/4224373 #4224373"]如果更改了机器数学模型?

     当机器 以较高的电流(如 LS 和 Flux 参数)重新生成时、您必须向机器制造商核实机器数学模型是否会发生更改。