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[参考译文] CCS/TMS320F28054F:Instaspin FOC 过流保护

Guru**** 1821780 points
Other Parts Discussed in Thread: TMS320F28054F, DRV8301, MOTORWARE
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/914954/ccs-tms320f28054f-instaspin-foc-overcurrent-protection

器件型号:TMS320F28054F
主题中讨论的其他器件: DRV8301MOTORWARE

工具/软件:Code Composer Studio

我使用 Instaspin FOC 通过定制板(TMS320F28054f 微控制器、XDS100v3 JTAG 调试器)旋转 U10 kv100 T 电机。 我正在进行 Instaspin 实验以正确设置电机参数、目前在实验2a 中。

在实验2a 的第一部分、我从实验文档中了解到、在电机识别期间不使用参数 USER_MOTOR_MAX_CURRENT (I 设置为8.0)、并且 USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT (I 设置为3.0)设置为峰值电流。 但是、当我运行程序时、我看到电流达到电源的6A 限值。电机移动(通常会振动或振动)、甚至在 ID 的某些点旋转、但每次运行时、我看到返回的参数值都有很大差异。

我决定尝试使用一个更大的功率源、而不会受到限制(我知道这是个坏主意、我很遗憾)、电流立即飙升至25A、并损坏了电路板。

直接从 ADC 寄存器读取数据时、我可以看到电流值是我所期望的值。 因此、在我看来、唯一的解释是 Instaspin 没有正确地将这些寄存值转换为相应的电流(可能是因为我的设置不正确)。

电流在1.65V (中间值)时读作0A、在3.2V 时读为+50、在0.1V 时读为-50。我将电流设置为负读、因此在 hal.h 中设置"pAdcData->I.valu[x]=-value"(对于 x = 0、1、2)和"bias = offset_getOffsetle<obj->.cnt;[i]

我如何确保电流被正确读取并且软件中有一个过流保护? 谢谢。

以下是 user.h 中的所有相关设置:

//定义


//! 简要介绍电流和电压
秘书长的报告
//! \brief 定义 IQ 变量的满量程频率、Hz
//! \brief 根据与该值的比率将所有频率转换为(pu)
//! \brief 此值必须大于预期的电机最大速度
#define USER_IQ_FULL_SCALE_FREQ_Hz (39.6)// 800示例、具有缓冲器、用于8极6 krpm 电机在磁场减弱时运行至10 krpm;Hz =(RPM *极)/ 120

//! \brief 定义系统内 IQ30电压变量的满量程值
//! 简要说明根据与该值的比率、所有电压均转换为(pu)
//! \brief 警告:此值必须满足以下条件:USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V > 0.5 * USER_MOTOR_MAX_CURRENT * USER_MOTOR_LS_d * USER_VOLTAGE_FILTER_POLE_Rps、
//! \brief 警告:否则,该值可能会饱和并翻转,从而导致值不准确
//! \brief 警告:此值通常大于测得的最大 ADC 值、尤其是在高反电动势电机的运行速度高于额定速度时
//! 简要警告:如果您知道反电动势常数的值、并且知道由于磁场减弱而以多种速度运行、请确保将此值设置为高于预期反电动势电压
//! 简要建议从比 USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTGE_V 大~3倍的值开始、如果 Bemf 计算可能超过这些限制、则增加到4-5倍
//! \brief 此值也用于计算最小磁通值:USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V/USER_EST_FREQ_Hz/0.7
针对 drv8301_revd 典型用法和 Anaheim 电机的#define USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V (70.0)// 24.0示例

//! \brief 定义 AD 转换器输入端的最大电压
//! 简要介绍将由最大 ADC 输入(3.3V)和转换(0FFFh)表示的值
//! 简要说明硬件相关、这应基于 ADC 输入的电压感应和缩放
#define USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTGE_V (69.3)// 66.32 drv8301_revd 电压调节

//! \brief 定义系统的电压换算系数
//! 针对整个系统中使用的换算系数(比率)进行的编译时间简短计算
#define USER_VOLTAGE_SF ((float_t)((USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V)/(USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V)))

//! \brief 定义 IQ 变量 A 的满量程电流
//! \brief 根据与该值的比率将所有电流转换为(pu)
//! \brief 警告:此值必须大于预期的电机最大电流读数、否则读数将回滚至0、从而导致控制问题
针对 drv8301_revd 典型用法的#define USER_IQ_FULL_SCALE_CURRENT_A (40.0)// 41.25示例

//! \brief 定义 AD 转换器上的最大电流
//! 简要介绍将由最大 ADC 输入(3.3V)和转换(0FFFh)表示的值
//! 简要说明硬件相关、这应基于 ADC 输入的电流感应和缩放
#define USER_ADC_FULL_SCALE_CURRENT_A (53.40)// 82.5 drv8301_revd 电流调节

//! \brief 定义系统的当前换算系数
//! 针对整个系统中使用的换算系数(比率)进行的编译时间简短计算
#define USER_CURRENT_SF ((float_t)((USER_ADC_FULL_SCALE_CURRENT_A)/(USER_IQ_FULL_SCALE_CURRENT_A)))

//! \brief 定义使用的电流传感器数量
//! 由硬件功能定义的\brief
//! \brief 可以是(2)或(3)
#define USER_NUM_CURRENT_SENSORS (3)// 3首选设置、以在整个速度范围内实现最佳性能、允许100%占空比

//! \brief 定义电压(相位)传感器的数量
//! 简要必须为(3)
需要#define USER_NUM_VOLTGE_SENSORS (3)// 3

//! 简要介绍 A、B 和 C 相的 ADC 电流偏移
//! 简要说明与硬件相关的一次性、但校准也可以在运行时完成
//! \brief 在初始电路板校准后,这些值应针对您的特定硬件进行更新,以便在编译二进制文件后可以加载到控制器中
#define I_A_offset (0.9750888944)
#define I_B_OFFSET (0.9611256719)
#define I_C_OFFSET (0.9915360212)

//! 简要介绍 A、B 和 C 相的 ADC 电压偏移
//! 简要说明与硬件相关的一次性、但校准也可以在运行时完成
//! \brief 在初始电路板校准后,这些值应针对您的特定硬件进行更新,以便在编译二进制文件后可以加载到控制器中
#define V_A_offset (0.1673305035)
#define V_B_OFFSET (0.1661955118)
#define V_C_OFFSET (0.167)


//! 简要介绍时钟和计时器
秘书长的报告
//! \brief 定义系统时钟频率、MHz
#define USER_SYSTEM_FREQ_MHz (60.0)

//! \brief 定义脉宽调制(PWM)频率、kHz
//! 简单的 PWM 频率可直接在此处安全地设置为高达30KHz (在某些情况下最大值为60KHz)
//! 简要对于更高的 PWM 频率(对于低电感、高电流纹波电机、典型值为60 KHz 以上)、建议使用 ePWM 硬件
//! 简要介绍可调节的 ADC SOC、以抽取控制系统的 ADC 转换完成中断、或使用软件请求示例。
//! \brief 否则,您可能会丢失中断并中断控制状态机的计时
#define USER_PWM_FREQ_kHz (20.0)//30.0示例、典型值为8.0 - 30.0 KHz;极低电感、高速电机可能需要45-80 KHz

//! \brief 定义允许的最大电压矢量(Vs)幅度。 该值设置的输出的最大幅度
//! 简要介绍 ID 和 IQ PI 电流控制器。 Id 和 Iq 电流控制器输出为 Vd 和 Vq。
//! 简要说明 Vs、Vd 和 VQ 之间的关系为:Vs = sqrt (Vd^2 + Vq^2)。 在该 FOC 控制器中
//! \brief Vd 值设置为等于 USER_MAX_VS_MAG_USER_VD_MAG_FACTOR。 Vq = sqrt (USER_MAX_VS_MAG^2 - Vd^2)。
//! \brief 对于 SQRT (3)/2 = 86.6%占空比时峰值为正弦波、将 USER_MAX_VS_MAG 设置为0.5。 这种情况不需要电流重构。
//! 简要设置 USER_MAX_VS_MAG = 1/SQRT (3)= 0.5774、用于峰值为100%占空比的纯正弦波。 这种情况下(Lab10a-x)需要电流重构。
//! \brief 设置 USER_MAX_VS_MAG = 2/3 = 0.6666以生成梯形电压波形。 这种情况下(Lab10a-x)需要电流重构。
//! \brief 有关空间矢量过调制的信息,请参阅实验10以了解有关使 SVM 发生器能够一直运行到梯形的系统要求的详细信息。
#define USER_MAX_VS_MAG_PU (0.5)//如果不使用电流重构技术,则设置为0.5。 有关更多信息、请查看 lab10a-x 中的模块 svgen_current。

//! \brief 定义估算器句柄的地址
//!
#define USER_EST_Handle_ADDRESS (0x8000)

//! \brief 定义直接电压(Vd)换算系数
//!
#define USER_VD_SF (0.95)

//! \brief 定义脉宽调制(PWM)周期(单位为微秒)
//! \brief 编译时间计算
#define USER_PWM_PERIOD_USEC (1000.0/USER_PWM_FREQ_kHz)

//! \brief 定义中断服务例程(ISR)频率、Hz
//!
#define USER_ISR_FREQ_Hz ((float_t) USER_PWM_FREQ_kHz * 1000.0 /(float_t) USER_NUM_PWM_TICKS_PER_ISR_TICK)

//! \brief 定义中断服务例程(ISR)周期(单位:微秒)
//!
#define USER_ISR_PERIOD_USEC (USER_PWM_PERIOD_USEC *(float_t) USER_NUM_PWM_TICKS_PER_ISR_TICK)


//! \brief 抽取
秘书长的报告
//! \brief 定义每个 ISR 时钟节拍的 PWM 时钟节拍数
//! 注意:有效值仅为1、2或3
#define USER_NUM_PWM_TICKS_PER_ISR_TICK (3)

//! \brief 定义每个控制器时钟节拍(软件)的 ISR 节拍数(硬件)
//! \brief 控制器时钟节拍(CTRL)是用于软件中所有时序的主时钟
//! \brief 通常情况下、PWM 频率触发器(可由 ePWM 硬件抽取以减少开销) ADC SOC
//! \brief ADC SOC 触发 ADC 转换完成
//! \brief ADC 转换完成会触发 ISR
//! \brief 这将硬件 ISR 速率与软件控制器速率相关联
//! \brief 典型地想考虑16KHz ISR 上的某种形式的抽取(ePWM 硬件、电流或 EST)、以确保中断完成并为后台任务留出时间
#define USER_NUM_ISR_TICKS_PER_CTRL_TICK (1)// 2示例、控制器时钟速率(CTRL)以 PWM/2运行;例如30 KHz PWM、15 KHz 控制

//! \brief 定义每个电流控制器时钟节拍的控制器时钟节拍数
//! \简要 说明控制器时钟速率与电流控制器(FOC)速率之间的关系
#define USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_CURRENT_TICK (1)// 1典型值、正向 FOC 电流控制器(IQ/ID/IPART/SVPWM)以与 CTRL 相同的速率运行。

//! \brief 定义每个估算器时钟节拍的控制器时钟节拍数
//! 控制器时钟速率与估算器(FAST)速率之间的简要关系
//! 简要取决于所需的动态性能、FAST 提供了低至1KHz 的良好结果、而更动态或更高速的应用可能需要高达15KHz 的频率
#define USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_EST_TICK (1)// 1典型值,FAST 估算器以与 CTRL 相同的速率运行;

//! \brief 定义每个速度控制器时钟节拍的控制器时钟节拍数
//! 控制器时钟速率与速度环路速率之间的简要关系
#define USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_SPEED_TICK (15)// 15 (典型值)以匹配 PWM、例如15kHz PWM、控制器和电流环路、1KHz 速度环路

//! \brief 定义每个轨迹时钟节拍的控制器时钟节拍数
//! \控制器时钟速率与轨迹环路速率之间的简短关系
//! \brief 通常与速度相同
#define USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_TRAJ_TICK (15)// 15 (典型值)以匹配 PWM、例如:10kHz 控制器和电流环路、1KHz 速度环路、1KHz 轨迹

//! \brief 定义控制器频率、Hz
//! \brief 编译时间计算
#define USER_CTRL_FREQ_Hz (uint_least32_t)(USER_ISR_FREQ_Hz/USER_NUM_ISR_TICKS_PER_CTRL_TICK)

//! \brief 定义估算器频率、Hz
//! \brief 编译时间计算
#define USER_EST_FREQ_Hz (uint_least32_t)(USER_CTRL_FREQ_Hz/USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_EST_TICK)

//! \brief 定义轨迹频率、Hz
//! \brief 编译时间计算
#define USER_TRAJ_FREQ_Hz (uint_least32_t)(USER_CTRL_FREQ_Hz/USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_TRAJ_TICK)

//! \brief 定义控制器执行周期、单位为微秒
//! \brief 编译时间计算
#define USER_CTRL_PERIOD_USEC (USER_ISR_PERIOD_USEC * USER_NUM_ISR_TICKS_PER_CTRL_TICK)

//! \brief 定义控制器执行周期(秒)
//! \brief 编译时间计算
#define USER_CTRL_PERIOD_sec ((float_t) USER_CTRL_PERIOD_USEC/(float_t) 1000000.0)


//! 简要限制
秘书长的报告
//! \brief 定义要在 Id 参考中应用的最大负电流
//! \brief 仅用于磁场减弱、这是一个安全设置(例如防止退磁)
//! 简要用户还必须注意、总电流幅度[sqrt (ID^2 + IQ^2)]应保持在任何机器设计规格以下
#define USER_MAX_NEW_ID_REF_CURRENT_A (-0.5 * USER_MOTOR_MAX_CURRENT)//-0.5 * USER_MOTOR_MAX_CURRENT 示例,进行调整以满足电机的安全需求

//! \brief 定义磁通积分器的低速限值、pu
//! \brief 这是 ForceAngle 对象处于活动状态的速度范围(CW/CCW),但仅当启用时
//! \brief 超出此速度-或者如果已禁用- ForcAngle 将永远不会被激活,并且角度仅由 FAST 提供
#define USER_ZEROSPEEDLIMIT (0.5 / USER_IQ_FULL_SCALE_FREQ_Hz)// 0.002pu、1-5 Hz 典型值;Hz = USER_ZEROSPEEDLIMIT * USER_IQ_FULL_SCALE_FREQ_Hz

//! \brief 定义力角频率、Hz
//! \brief ForceAngle 对象使用的定子矢量旋转频率
//! \brief 可以是正的或负的
#define USER_FORCE_ANGE_FREQ_Hz (2.0 * USER_ZEROSPEEDLIMIT * USER_IQ_FULL_SCALE_FREQ_Hz)// 1.0典型强制角启动速度

//! \brief 定义 PowerWarp 期间 Id 轨迹的最大电流斜率
//! 简要介绍仅适用于感应电机、控制在 PowerWarp 控制下 Id 输入的变化速度
#define USER_MAX_CURRENT_SLOW_POWERWARP (0.3*USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT_USER_IQ_FULL_SCALE_CURRENT_A/USER_TRAJ_FREQ_Hz)// 0.3*RES_EST_CURRENT / IQ_FULL_SCALE_CURRENT / TRAJ_FREQ (典型值),用于产生1秒斜坡/下降

//! \brief 定义速度系统配置的起动最大加速度和减速度、Hz/s
//! \brief 在运行时通过用户功能更新
//! 简要介绍逆变器、电机、惯性和负载将限制实际加速能力
#define USER_MAX_ACCEL_Hzps (5.0)//默认为20.0

//! \brief 定义估算速度系统配置的最大加速度、Hz/s
//! 仅在电机识别期间使用\brief (佣金)
#define USER_MAX_ACCEL_EST_Hzps (5.0)//默认为5.0,请勿更改

//! \brief 定义估算期间 Id 轨迹的最大电流斜率
#define USER_MAX_CURRENT_SLOPE (USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT_USER_IQ_FULL_SCALE_CURRENT_A/USER_TRAJ_FREQ_Hz)// USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT_USER_IQ_FULL_SCALE_CURRENT_A/USER_TRAJ_FREQ_Hz 默认值,请勿更改

//! \brief 定义在额定磁通估算期间要使用的 IdRated 比例
//!
#define USER_IDRATED_FRATE_TOP_RATED_FLUX (1.0)//默认为1.0,请勿更改

//! \brief 定义在电感估算期间要使用的 IdRated 比例
//!
#define USER_IDRATED_FRATE_TO_L_IDENT (1.0)//默认为1.0,请勿更改

//! \brief 定义估算期间要使用的 IdRated 增量
//!
#define USER_IDRATED_Delta (0.00002)

//! \brief 定义在电感估算期间要使用的 SpeedMax 的小数
//!
#define USER_SPEEDMAX_SPRATIFLE_TO_L_ident (1.0)//默认为1.0,请勿更改

//! \brief 定义在电感识别期间使用的磁通比例
//!
#define USER_FLUX_分数(1.0)//默认为1.0、请勿更改

//! \brief 定义用于计算 ID 参考的 PowerWarp 增益
//! 仅限于感应电机
#define USER_POWERWARP_GAIN (1.0)//默认为1.0,请勿更改

//! \brief 定义 R/L 估算频率、Hz
//! 简要介绍低电感电机的值较高、电感较高时的值较低
//! 简要介绍电机。 这些值的范围为100Hz 至300Hz。
#define USER_R_OVER L_EST_FREQ_Hz (300)//默认为300


//! 简要说明极点
秘书长的报告
//! \brief 定义模拟电压滤波器极点位置、Hz
//! \brief 必须与 VPH 的硬件过滤器相匹配
#define USER_VOLTGE_FILTER_POLE_Hz (334.863)// 335.648、drv8301_revd 硬件的值(针对定制板计算得出的334.863)

//! \brief 定义模拟电压滤波器极点位置、rad/s
//! \brief 编译时间计算从 Hz 到 rad/s
#define USER_VOLTGE_FILTER_POLE_Rps (2.0 * MATH_PI * USER_VOLTGE_FILTER_POLE_Hz)

//! \brief 定义用于电压和电流偏移估算的软件极点位置、rad/s
//! 不应将\brief 从默认值(20.0)更改为
#define USER_OFFSET_POLE_Rps (20.0)//默认值20.0,请勿更改

//! \brief 定义磁通估算的软件极点位置、rad/s
//! \brief 不应更改默认值(100.0)
#define USER_FLUX_POLE_Rps (100.0)//默认值为100.0,请勿更改

//! \brief 定义方向滤波器的软件极点位置、rad/s
#define USER_DIRECT_POLE_Rps (6.0)//默认值为6.0,请勿更改

//! \brief 定义速度控制滤波器的软件极点位置、rad/s
#define USER_SPEED_POLE_rps (100.0)//默认值为100.0,请勿更改

//! \brief 定义直流总线滤波器的软件极点位置、rad/s
#define USER_DCBus_POLE_rps (100.0)//默认值为100.0,请勿更改

//! \brief 定义估算器的收敛因子
//! \brief 不要更改 FAST 的默认值
#define USER_EST_KAPAQ (1.5)//默认值为1.5,请勿更改

秘书长的报告
//结束定义

(笑声)

#Elif (USER_MOTOR== My_Motor)
#define USER_MOTOR_TYPE MOTOR_Type_PM
#define USER_MOTOR_NUM_POLE_PAIRS (18)//电机规格
#define USER_MOTOR_RR (NULL)// PM 不需要
#define USER_MOTOR_Rs (191.156601)//实验2a
#define USER_MOTOR_LS_d (0.0)//实验2a
#define USER_MOTOR_LS_q (0.0)//实验2a
#define USER_MOTOR_RATGE_FLUX (21.229166)//实验2a
#define USER_MOTOR_磁 化电流(NULL)// PM 不需要
#define USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT (3.0)
#define USER_MOTOR_IND_EST_CURRENT (-3.0)
#define USER_MOTOR_MAX_CURRENT (8.0)//电机规格= 35A (电机识别期间不使用)
#define USER_MOTOR_ENDE_FREQUENCY (20.0)
#define USER_MOTOR_FLUX_EST_FREQ_Hz (4.0)

  • 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。

    您应该使用 lab01b 和 lab01c 首先检查电流和电压感应信号、确保这些采样信号适合电机控制。

    请查看 InstaSPIN 实验室指南、该指南可在 MotorWare 的文件夹中找到、如下所示。

    \ti\motorware\motorware_1_01_00_18\docs\labs

  • 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。

    感谢您的回复。

    我在运行实验1b 时遇到问题、当我将 gMotorVars.Flag_Run_Identify 设置为高电平时、会立即出现"目标 CPU 上的电源故障"。 未连接电机。 实验1a 工作正常。

    我看到设置 PWM DAC 的说明,以查看输出 ePWM 信号的图形--这只是为了生成图形,不是必需的(也不影响电机的控制),对吧?

  • 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。

    这是我们在电源发生故障时看到的电机每个相位的情况。 电流为正(由于我们的传感器方向错误、因此图中显示为负)。 峰值达到~25-40A。我们不确定是什么原因导致 PWM 在本实验中无法正常工作。

  • 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。

    请勿将电机连接到逆变器板、请检查到栅极驱动器和电源模块的 PWM 输出是否正确且具有足够的死区时间。  

    在确保 lab01b 中的 PWM 输出、电压感应和电流感应正确之前、请勿进入下一步。