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[参考译文] 电机驱动

Guru**** 1081280 points
Other Parts Discussed in Thread: TMDSHSECDOCK, TIDA-00176, TMS320F28388D, UCC27714, TMDSCNCD28388D, UCC27714EVM-551, TIDA-01629, TIDA-00366, DESIGNDRIVE, TMDXIDDK379D
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/1238759/motor-drive

主题中讨论的其他器件:TMS320F28388DUCC27714TMDSCNCD28388D、TMDSHSECDOCK、 UCC27714EVM-551TIDA-01629TIDA-00366、TIDA-00176 DESIGNDRIVETMDXIDDK379D

大家好、我是来自三菱电机西班牙的 Victor Franco。


在我的最后一个学位项目中、我正在与一个客户合作开发一个用于音圈电机或/和一个三相永磁线性电机的驱动器。 如果可能、我希望能够选择所连接的电机类型、以便控制算法从一种电机类型切换到另一种电机类型。

客户端制造生产环形镜头的机器。 因此、他需要将旋转轴与线性轴同步。 旋转轴具有一个正弦/余弦编码器、对于线性编码器、我们可以选择完全适合 uC 的接口。

我们希望它的工作方式:在 plc 发送一个"启用同步信号"到这个驱动器,然后驱动器读取旋转编码器的实际位置,从一个查找表(.csv 或任何种类的文件,我们可以发送到 uC), 它读取必须移动线性电机的位置、并为栅极驱动器生成 PWM 信号以将电机移动到请求的位置。 它不断地执行此操作、直到 PLC 停止"启用同步信号"。

此应用的一个主要问题是、客户端要求电机的稳定时间为30us 或更短(线性电机峰间行程仅为0.5mm)。 与电机制造商交谈后、可以通过足够快的控制环路来实现这种快速的动态变化。


我一直在研究该应用的组件、我发现了:TMS320F28388D 和 UCC27714。

要开始测试、我们选择了以下评估板:TMDSCNCD28388D、TMDSHSECDOCK 和 UCC27714EVM-551。

您能帮助我确认这些组件是否适合此应用吗?

如果需要我的器件的任何信息、请随时告诉我。


期待您的回答。

V·佛朗哥

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    尊敬的 Victor:

    感谢您的到来。

    驱动音圈和三相线性电机的功率级取决于其功率、电压和电流额定值、所需的 PWM 开关频率以及您是否需要在功率级和 C2000 MCU 之间进行隔离。

    UCC27214是一款600V 非隔离式半桥栅极驱动器、因此我假设您的系统以230VAC 的电压运行、直流链路电压为320VDC? 您选择的 EVM 是相移全桥、电压和功率额定值是否符合您的音圈电机要求?  

    对于三相永磁电机、我们需要一个三相逆变器。 如果是48V 电机、即适用于伺服驱动器且具有智能栅极驱动器的 TIDA-01629 48V/500W 三相逆变器参考设计、请点击链接 https://www.ti.com/tool/TIDA-01629、 查看额定值是否满足您的需求。 如果这是230VAC 电机、则如果额定功率不太高、TIDA-00366可能是一种设计。

    闭环位置控制的稳定时间通常取决于 PWM 频率和电流控制器以及级联速度和位置控制器的相关带宽。 您选择的 C2000器件 TMS320F28388D 是功耗最高的全 C2000 MCU。 对于非常快的控制环路、您可以查看应用手册"使用快速电流环路进行 PMSM 的快速响应控制"、链接: https://www.ti.com/lit/an/spracl1b/spracl1b.pdf

    我也不确定正弦/余弦编码器是如何连接到 C2000 MCU 的。 我们通常会看到正弦/余弦编码器的角度在同一 MCU 上解码。 我们有一个参考设计 TIDA-00176链接: https://www.ti.com/tool/TIDA-00176 、它展示了与 C2000 MCU 的正弦/余弦编码器连接。 您可以将 ADC 转换启动同步、例如与三相 PWM 同步、我们通常会看到触发中心与三相 PWM 周期对齐。

    您提到您有另一个线性编码器。 您可以选择具有绝对编码器数字接口的线性编码器、例如 EnDat 2.2或 BiSS-C。 C2000 MCU 支持这两种标准。 这些编码器凸轮的采样通常也与 PWM 同步、例如与三相 PWM 占空比的中心同步。 由于两个编码器(旋转和线性)都将在 F28388D 等同一 MCU 上运行、因此您可以同步采样时间。

    请告诉我您的电源要求(电压、电流)、以便进一步推广适用于您的功率级的可行 TI 解决方案。

    谢谢。  

    此致、
    马丁·施泰伯勒

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    尊敬的 Martin:

    与客户交谈后,他想做的第一个测试:线性电机(TecConception UM3-N)和 线性编码器(Renishaw; BiSS-C 36bit, 1nm)。  在几个月内 、我将使用 VCM 进行测试。

    正如您建议的那样、我将查看 TIDA-00176以读取编码器信息、并使用 SPI 将位置发送至 C2000。 由于我正在测试概念、因此我希望尽可能使用开发板(可以随意推荐任何可以为我提供帮助的组件/板)。  我将介绍有关功率级的 TIDA-00366。

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    您好、Victor:

    感谢您提供的信息。 我看到 您的电机 TecConcepts UM3-N 是具有2.8Arms 峰值电流的230VAC 电机。 TIDA-00366是10kW 参考设计、可能是尺寸过大的。  

    您是否了解过用于工业电机控制的 C2000 DesignDRIVE 开发套件: https://www.ti.com/tool/TMDXIDDK379D

    您可以订购硬件、套件也受软件支持、使用 TMS320F27379D。例如: TMDXIDDK379D—用于工业电机控制的 C2000 DesignDRIVE 开发套件。

    目前、以下项目可用于基于 TMS320F28379x MCU 的 IDDK:•IDDK_PM_Servo_F2837x:的含传感器场定向控制 永磁电机。  该项目具有以下特性:

    位置、速度和扭矩控制环路

    •片上位置传感器支持:旋转变压器、增量编码器(QEP)、EnDAT 和 BiSS-C

    •同步电流感应支持:磁通门/霍尔、Δ-Σ 和分流器

    您能否浏览一下  C2000 DesignDRIVE 开发套件并了解它是否满足您的需求?  

    谢谢。  

    此致、
    马丁

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    尊敬的 Martin:

     C2000 DesignDRIVE 开发套件 看起来是此应用的完美选择。 感谢你的帮助。

    维克多