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[参考译文] MOTORWARE:在基于 UCC27714的三相 PMSM 定制控制器设计中、输入电压超过38V 时电机识别失败。

Guru**** 2609895 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-00778, BOOSTXL-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/684948/motorware-motor-identification-fails-at-input-of-over-38v-with-ucc27714-based-3-phase-pmsm-custom-controller-design

器件型号:MOTORWARE
主题中讨论的其他器件:TIDA-00778BOOSTXL-DRV8301

您好!

我们有一个20极表面贴装永磁电机、我们正尝试使用基于 TIDA-00778参考设计的定制电机控制器设计来驱动该电机。

我们在尝试进行电机识别时遇到了一些奇怪的问题。

我们使用 BOOSTXL-DRV8301成功运行了实验2b、并且参数与20V 输入电压下的预期值相匹配。

我们已使用我们的定制硬件以38V 的输入电压成功运行实验2b。

但是、在输入电压为39V 的情况下、我们会看到大量瞬时电流尖峰、并且通常会出现高达60A 的死区短路。

电机的额定转速为1300rpm、额定电流约为100A、预期 LS 约为20uH、预期 Rs 约为100m Ω。 我们已成功使用输入电压为150V 的商用电机控制器运行该电机、没有任何问题。

我们的定制控制器设计在每个相位上使用一个 ACS770LCB-100B-PFF-T 电流传感器、而不是参考设计中的分流电阻器。 它的额定电流为+-100A、带宽为100kHz。 它们具有0至5V 的输出、以2.5为中心、我们使用分压器将其缩放到最大3.3V、以1.65V 为中心。

我们的硬件电压滤波器极点在相电压感应输入上为250Hz。

我们的开关包含2个额定电压为200V 和88A 的并联 FET。 我们在 FET 栅极上也没有 C50和 C51。

我们已附加 user.h、除了它之外的唯一软件更改是我们已将上升和下降时的死区时间设置为10个系统时钟。

在运行实验2b 时、我们监控了电压感应、电流感应、驱动器的 PWM、栅极驱动信号和相位电压。 我们还查看了栅极驱动器的电源、它在整个测试过程中保持稳定。 我们找不到任何看起来有问题的地方。

我们还通过将函数发生器连接到栅极驱动器输入、并在相位输出上连接阻性负载、手动控制每个相位的每一侧。 我们在高达60V 的电压下成功完成了这项工作、在输出上没有看到任何异常。

是否有人建议如何对此系统上高于38V 的电机识别进行故障排除?

谢谢。

e2e.ti.com/.../5100.user_5F00_j1.h

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    在识别的哪个阶段会出现电流尖峰? (请参阅 gMotorVars.EstState)
    您的速度控制器以666Hz (30kHz/3/15)运行、这有点低。 我建议将 USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_SPEED_TICK 和 USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_TRAJ_TICK 设置为10或5以获得更好的速度控制(更小的步长)。
    您希望最终为此系统使用什么总线电压? 与 USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V (250V)一样、300伏的 USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V 大于 FET 的额定电压。 如果预期电压远低于您的当前 USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTGE_V、您可能希望通过修改电压感应电阻器来减小 ADC 电压标度。 当电压标度与应用相匹配时、InstaSPIN 的性能会更好。
    MotorWare 基于这些刻度来确定初始 PID 参数、因此将这些刻度设置得如此高可能会导致 MotorWare 选择一些不稳定的初始值。 您可以再次尝试使用 USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V 设置为更低值(可能为100或50伏)进行识别。
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    感谢您的快速回复。

    电流尖峰恰好在 R/L 开始时发生 我们还使用低至70V 的各种 USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V 值运行、结果相同。 我确实同意、我们可能应该将分压器的电压设置为接近200V 的值、因为我们的控制器最大电压将为150-170V。 但我认为这不会造成这种问题。

    我们在 USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_SPEED_TICK 和 USER_NUM_CTRL_TICKS_PER_TRAJ_TICK 设置为5且 USER_IQ_FULL_SCALE_VOLTAGE_V 设置为70的情况下再次运行测试。 我们得到的结果与之前相同。

    我们认为可能存在问题的一个因素是相电压输入线路的分压器/滤波器电路。 具有并联0.1uF 电容器的500K 串联和6.4k 并联电阻器是否合理? 这将为我们提供250的电压滤波器极点值。
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    我们现在已经尝试在202V 时将相位分压器/滤波器更改为最大输出。 我们有一个60.4K 电阻器串联、一个1k 电阻器和0.47uF 电容器并联。 这将我们的滤波器极点频率更改为约344Hz。
    与原始设置相比、这似乎没有什么变化。

    我们还尝试使用 HV-KIT 的实验2b 设置、而不是 BOOSTXL-DRV8301。 设置 user.h 后、在39V 以下的电压下甚至无法正常工作。 (我们尝试了32V)

    我不确定是什么导致了这些问题、但 HV-KIT 和 BOOSTXL-DRV8301的实验是否存在一些可能导致其行为更加糟糕的差异? 也许这会说明我们最初遇到的问题。

    再次感谢。
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    我不是滤波器专家、但250和344 Hz 对我来说似乎很正常。
    在 R/L 测量期间使用300的 USER_R_OVER L_EST_FREQ_Hz。 通常使用光转子将电机设置为如此高的值、以确保电机在 R/L 测试期间不会开始移动。 如果转子较重、则大约100Hz 更合适。 这也会将其移至滤波器极点下方、但我不确定这是否有任何影响。
    死区时间设置看起来非常低(110ns)。 最初可以将其设置为2us (90MHz 时为180次计数)、稍后在功率级上完成一些示波器测量后再对其进行调节。 我知道总线电压确实会影响开关时间。
    您说您曾尝试使用 HV-KIT 的实验2b 设置、您使用了哪些文件? 特定于电路板的配置和代码分布在用户和 hal 模块中、切换到另一电路板的文件并不是一件简单的事情、您可以在几个小时内尝试、而无需充分了解差异。
    由于您已在较低的电压下成功运行实验2b、因此您可以使用此处使用的软件来运行一些测试。 电流控制器在 R/L 期间是否稳定、或者是否饱和? 请参见 ctrlHandle->pid_ID 和 pid_IQ。
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    是的。 我们更担心500K 电阻过高、但这似乎不是我们的问题。

    我们曾尝试过将 USER_R_OVER L_EST_FREQ_Hz 设置为100、但没有变化。 我们还试图将死区时间增加到2us 及以上,在较高的水平上,这似乎没有改变或使它更糟。

    对于 HV-Kit、我们在该电路板文件夹下的 motorware 中使用了实验。 实际上、您是对的、我们没有仔细检查它是否使用了与8301相同的引脚。 这可能是我们对这个问题的问题。

    我们将在今天的测试中检查 pid_ID 和 pid_IQ。
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    您好、Olson、

    只是想检查一下您是否有任何更新,我一周没有听到您的声音,因此我假设您能够解决您的问题。 如果您有任何疑问、请告诉我。 如果没有任何其他问题、我们将关闭此主题。 谢谢。