[参考译文] TMS320F28379D：双轴驱动电流环路 PI 限制可实现的最大速度

你好、

很抱歉耽误你的时间。 我看到您之前已经和目前不在办公室的 Yanming 进行过很多 E2E 讨论。 我会在他不在的时候尝试和帮助。

当前是否正在运行构建级别#3 (电流环路)或#4 (速度环路)？ 您是否正在使用定制硬件、以及 您的电机额定速度是否超过您列出的20000RPM？ 您知道是否已达到逆变器的电流输出(即检查相电流反馈或使用探头)？

 如果您需要超过电机的额定速度、则可以考虑实施弱磁控制、但代价是扭矩会减小。

此致！

凯文

尊敬的 Kavin：

我当前正在运行速度环路。(BUILD_LEVEL4)。

这是我们自己的定制硬件、我们联系了电机制造商、他们确认测试的电机高达16000 RPM 并具有270V 直流母线。

此电机的反电动势为12.7Vrms/1000RPM、所以我没有看到反电动势的任何限制？

Unknown 说：

 如果您需要超过电机的额定速度，但代价是扭矩降低，则可以考虑实施弱磁控制。

我看,所以基本上添加 Id 电流,以便速度提升到同步速度以上?在我们的情况下,扭矩损失是不可接受的,因为我们预期可变负载运行时.(外部正扭矩和负扭矩)。

你好、

很抱歉,我花了一些时间与您联系。  

您是否已检查您的 PWM 占空比是否接近当前配置的100%？ 当占空比接近0%或100%时、需要考虑 PWM 死区。 也可从软件工程的注释中查看以下信息：

// Note that the vectorial sum of d-q PI outputs should be less than 1.0 which
// refers to maximum duty cycle for SVGEN. Another duty cycle limiting factor
// is current sense through shunt resistors which depends on hardware/software
// implementation. Depending on the application requirements 3,2 or a single
// shunt resistor can be used for current waveform reconstruction. The higher
// number of shunt resistors allow the higher duty cycle operation and better
// dc bus utilization. The users should adjust the PI saturation levels
// carefully during open loop tests (i.e pi_id.Umax, pi_iq.Umax and Umins) as
// in project manuals. Violation of this procedure yields distorted  current
// waveforms and unstable closed loop operations that may damage the inverter.

此致！

凯文

尊敬的 Kavin：

我的  pi_iq.Umax 和 Umins 与最大调制指数相同。

    pMotor->ptrFCL->pi_iq.Umax = 1.0 * pMotor->maxModIndex;
    pMotor->ptrFCL->pi_iq.Umin = -1.0 * pMotor->maxModIndex;

因此、对于20KHz 的开关频率、最大调制指数为0.96。

正如你可以看到在我的前一篇文章的图像, pi_iq.out 已经达到0.91接近12500 RPM ,如果速度轻微增加至约13000 RPM 整个系统变得不稳定,我们得到一个系统故障。

您能否进一步解释这一点：

Another duty cycle limiting factor
// is current sense through shunt resistors which depends on hardware/software
// implementation. Depending on the application requirements 3,2 or a single
// shunt resistor can be used for current waveform reconstruction. The higher
// number of shunt resistors allow the higher duty cycle operation and better
// dc bus utilization

我认为不存在占空比限制、因为 pi_iq.out 能够达到其边界值。

外部电流检测应用的实现方式如下：

我们将一个500uOhm 分流器连接到 Δ-Σ ADC (AMC1303)、然后对数字位流进行滤波并转换为模拟值、并将其提供给 MCU 的内部 ADC。

罗艳明 对此有何帮助？

 如果 PWM 使用立即更新模式、则需要根据 FOC 执行时间和 ADC 采样时间将 maxModIndex 设置为一个正确的值。  

尽管 FOC 执行时间已经固定了吗？它与 FCL 执行时间是否相同？ 如果没有、我们如何找到具体的执行时间？

//
// FCL Computation time predetermined from library
// tests on F2837xD
//
#define M1_FCL_COMPUTATION_TIME  (1.00)  //in uS

我看到 M1_FCL_COMPUTATION_TIME 用于计算最大调制指数：

pMotor->maxModIndex = (M1_TPWM_CARRIER -
                (2 * M1_FCL_COMPUTATION_TIME)) / M1_TPWM_CARRIER;

在我们的情况下 MaxModIndex 已经0.96、您是否相信我们会尝试进一步增加它？

我检查了 FCL 时间,它的载体在1.5到1.7微秒之间,检查"motorVars[0].fclLatencyInMicroSec"

我将 M1_FCL_COMPUTATION_TIME 更改为1.7us 并尝试、结果相同。

我曾经提到过、在12000RPM 时、电机相电流非常小、但如果我将其增加到大约13000 RPM、则中的电流会快速增加、并且出现过流故障。

相电流仍是正弦电流、但在13000 RPM 时幅度急剧增加。 是否知道为什么会发生这种情况、尤其是在空载且电机以12000 RPM 的转速完美运行的情况下？

另外一点,如果我在相反方向尝试相同的方法,我得到相同的结果,但这次我无法达到-12000 RPM ,我得到的相电流不受控制的增加仅在10000 RPM 左右,任何想法是什么导致了这个问题?

电机是什么极对？ 以及您使用的 PWM 频率是多少？ 是否有任何测得的电流波形用于显示该问题？

极数为4 (2极对)

PWM 开关频率为20KHz

我已经连接了两相电流的电流波形：

没有连接负载、请注意、在10000 RPM 时、电流非常小、但当我将速度增加至大约12000 RPM 时、电流将增加、并达到我的硬件限制(过流)

C1 (直流母线)、C2 (直流输入电流)、C3 (U 相电流)、C4 (V 相电流)

如果您只运行单个电机、会发生什么情况？ 是否可以使用 DAC 或 PWMDAC 来监控转子角度？

您可以尝试提高直流母线电压吗、看看会发生什么情况？

到目前为止、我仅运行单电机。 如果我同时运行电机 A、电机 B 或电机 A 和 B、则观察到相同的表文。

关于直流母线、我们尝试了以下方法：

我们将直流母线电压从270降低到240V、现在无法达到10000 RPM、转速达到约9500 RPM 的饱和。 如果我们尝试将速度设定点设定为10000 RPM、则在速度饱和时会观察到相同的大电流表文。

"你在担心我吗?" 此电机的反电动势为12.7Vrms/1kRPM ,大约在12000 RPM 时为200V 整流直流。 如果直流母线电压为270V、我们仍然有70V 的裕度、但我们无法达到此速度。

您可以尝试增加总线电压、看看如果可能会发生什么情况吗？

12.7VRMS/1kRPM 是 RMS 电压值。 您需要使用峰值电压来检查直流母线电压是否足够。

您好、Yanming、今天我们试图将直流母线电压增加到300V、现在最大速度确实从10000 RPM 增加到大约11500 RPM。

你提到我们需要为反电动势的峰值,通过这样做在10000 RPM ,我们得到最大电压(12.7 * sqrt (2)* 10),大约180V。 仍然有很大的裕量、但仍然无法在270V 直流电压下达到更高的速度。

还有其他需要检查的东西？