[参考译文] DRV8323：零扭矩下电机的可闻噪声。

尊敬的 Mads：

感谢您提供的所有信息。 我将和您一起完成这一工作并帮助进行调试。  

您似乎已经尝试了很多方法来解决此噪声问题。 我感谢您的努力！

我感兴趣的 是以下内容：

我想进一步调查这一点、因为这可能是噪声的来源。 您提到这种情况"有时"并且看似随机发生、但您能否提供：

1.观察到的延迟发生的频率如何? 对于观察到延迟的频率、完全没有任何模式？

2.一张示波器的相电压波形图、一张有良好行为的图、一张有延迟行为的图

尊敬的 Jospeh：

感谢您的快速响应。 我已经尝试执行请求的测量、我将在下面详细说明。

使用的 DSO 如下：" Siglent SDS1204X-E 200MHz 四通道示波器"(如果这很重要)。

在以下所有图像中、以下各项都是正确的：

通道1 (黄色)= C 相

通道2 (品红色)= B 相

通道3 (蓝色)= A 相

在下面、您可以看到上升沿上的相电压延迟3种情况、其中2种情况下触发= CH1、最后一种情况下触发在 CH2上

不正确下降沿的3个图像：

正确上升沿的示例：

在这个示例中、我捕获了同一波形的上升沿和下降沿。

在3个具有"实时"视图的不同通道上触发。

最后、我尝试通过执行190个单次触发来执行一些统计数据、并指出了哪个通道与其他两个通道之间的偏移。 对于所有这些操作、触发器均设置为 CH1：

总测量值= 190

C 相(CH1)延迟= 16次= 8.4%

B 相(CH2)延迟= 3次= 1.6%

A 相(CH3)延迟= 6次= 3.2%

为了好的衡量、我还测量了我的 MCU 发出的 PWM_H A、B、C 信号、这些信号始终如下图所示：

我还在想：如果这个延迟是我听到电机噪声的原因、那么噪声频率不应该随着我的 PWM 频率而变化吗？

我期待收到您的回复、并进一步调查该问题。 请告诉我您的想法以及其他哪些测量可能有用！

尊敬的 Mads：

感谢您提供波形！

我有一些理论说明什么可能导致延迟、但在深入探讨之前、我想看看其他一些可能比这种延迟产生更大影响的事情、因为它仍在合理的范围内。

我们是否确保可以排除来自您所使用的换向算法的噪声？ 这些算法通常根据所使用的特定电机类型进行微调、并且这些换向算法中的小幅不一致/误差可能会产生一些电机噪声。  

2.出现延迟时、您是否看到电机中的电流？ 如果我正确理解、这种现象将暗示在该延迟时间内、在发生延迟时有少量电流流过电机。 我想知道这是否甚至足以引起噪声？ 电机实际上不能正确旋转？

3.您提到您尝试了10-50kHz 的输入 PWM 频率。 电机噪声是否呈现趋势？ 我希望在较高的 PWM 频率下噪声更安静。 是这样吗？

请告诉我、我们可以继续调试！

谢谢！

Joseph

尊敬的 Joseph：

1.

嗯、我不会运行任何换向算法。 我命令在空间矢量-pwm 图中的 V0和 v7零矢量之间使用50%的占空比。 因此、顶部3个开关在50%的时间内都闭合、而其他50%的时间内底部3个开关都闭合。 根据我的理解(我很可能错)、这对应于使用交替反向时序控制以空间矢量调制运行 FOC、但要求 Iq 和 Id 电流为0。 即 α 和 β 电压也为0。 我根据 Dave Wilson 的"磁场定向控制简介"实施了我的软件。

2.

很遗憾、我没有电流钳位传感器或类似设备。

否、电机不旋转。

我已经尝试测量过 DRV8323电流放大器的电流、但实际上几乎没有电流。 在下面的附加图片中、CH4是 GATED 河流的输出 SOC (C 相电流)。 另外3个通道是相电压。 正如我们所看到的、延迟情况和正常情况之间没有差异。 我在测量 A 相和 B 相电流时观察到了相同的电压。

额外：

我已经测量了3个相电压并导出了数据(F_PWM = 25kHz)。 我计算三相的所有组合之间的差值,即: V_a-V_c , V_a-V_b , V_b-V_c ,数据阈值以去除噪声并对组合电压差执行 FFT。 结果如下所示。 如放大图所示、在~9.4kHz 处有一个显著的尖峰。 为什么这与8.1kHz 和8.7kHz 我用我的手机测量的不同,我不确定。 我可以根据需要共享 python 代码和数据。

3、我将尝试浏览一系列 PWM 频率、描述噪声并添加 FFT 图。
10kHz：总体音量较低、但清除10kHz 频率。

15kHz：更低噪声、清除15kHz 频率

20kHz：大于10/15kHz、但频率噪声更低(8-9kHz)

25kHz：噪声与20kHz 相似

30kHz：音量较低、频率相同

请注意、FFT 现在不同、但延迟仍然存在。

35kHz：音量和频率相同

40kHz：音量相似且频率稍高：

45kHz：类似于40kHz

50kHz：噪声与之前的2个相同

因此、我看到/听到的是：
对于10/15kHz、实际 PWM 频率主导声音。

任何更高的频率、音量级别和可闻噪声频率都相似、约为8-9kHz。

不过、FFT 在较高频率下的差异为何会很大。

所有频率都存在延迟。

我还在未连接电机的情况下测量了相电压、观察到相同的延迟。

此外、我已经测量了栅极驱动器 GHx 的输出、以确保延迟是栅极驱动器而不是 FET 的结果。 GHx 信号还会显示延迟：(分别为延迟和非延迟)

我意识到这是大量信息、但我真的希望它有助于更接近地解决此问题。

谢谢！

Mads.

跟进：我还使用3倍 PWM 模式下的驱动器进行了测试、很遗憾结果相同。

尊敬的 Mads：

再次感谢您的更新。 我感谢所有的努力和额外的信息!

我喜欢查看这些 FFT、因为我以前使用过一些数据转换器、所以我比较熟悉这种分析。 我很好奇您的 python 代码所使用的采样频率。 可能是100kHz？ 这是一个有趣的图形。

下面是我接下来要了解的内容：

由于我们的栅极驱动器没有提供时钟作为输入、因此器件通常在25 MHz 处有一个内部时钟采样来同步输入、以实现一致且平滑的输出周期。 我想、造成延迟的原因可能是输入的轻微时序变化、导致其中一个输入错过捕获其他两个输入的时钟周期、而其中一个输入会延迟一个时钟周期。 然而、这种现象在~8%的时间内似乎不太可能发生、但可能仍然可能发生。 如果是这种情况、我还会预计延迟为40ns (1/25MHz)、而不是您看到的20ns。

尽管如此、我认为我们接下来应该进行检查。 我想、我们可以通过向全部3个输入馈送完全相同的输入信号来证明情况不是这样吗？ 理想情况下、对于50%的占空比、它们都可以正确地得到相同的信号？ 如果我们将所有输入绑定到一个信号、延迟消失、那么我们可以排除3个输入中作为延迟原因的微小时序变化。 如果馈送完全相同的输入信号时延迟仍然存在、那么我们可以知道它是来自其他地方。

请告诉我您的想法。

谢谢！

Joseph

您好、Joseph

FFT 是根据原始 DSO 数据完成的、因此采样率来自 DSO。 我不记得兴奋频率,但>100kHz

听起来确实很有趣、需要验证。 明天开始工作时、我将桥接3个高侧 PWM 通道并返回结果。

我想你在美国时间,所以如果问题在下周仍然存在,我将努力把我的工作时间更好地 与你的一致,希望我们能够 有效地解决问题。  
此外、我正在 考虑旋转一个仅具有栅极驱动器和 FET 的快速 PCB、以便可能排除我当前 PCB 上的任何问题。  
请告诉我 您的想法。  
谢谢！

Mads.

尊敬的 Mads：

是的、我在 CST 时区、 (UTC-06：00)。

您的计划听起来不错。 如果它到达 通信变得 太 费力 而无法键入的位置、我们也可以通过呼叫(或一系列呼叫)来处理此问题。 任何选择。  

期待您的最新动态、

谢谢！

Joseph

尊敬的 Joseph：

很遗憾、我测试了我们讨论的内容、但没有行为差异。 我桥接3个高侧 PWM 通道、将三个引脚中的两个配置为悬空。将栅极驱动器配置为3xPWM 模式、将 PWM_L 逻辑保持为高电平、并通过测量来自栅极驱动器的 GHx 信号进行测试。

我意识到我的 DSO 能够测量两个通道上上升沿之间的时间、因此我尝试在 DSO 执行统计的同时执行5分钟的测量。 请分别参阅以下三幅图(CH1、CH2和 CH3上具有触发信号)。

Ch1 = GHC

Ch2 = GHB

Ch3 = GHA

测量说明：

FRFR [2-3]是 CH2的上升沿和 CH3的上升沿之间的时间。

注意：测量 FRFR[1-3]缺失、因为我的 DSO 一次只能显示5次测量

从计数值可以看出、与独立于触发通道的其他组合相比、某些组合(例如、FRFR2-3和 FRFR2-1)更加常见。 这是否表明主要是 GHB 处于"早期"状态、即 GHA 和 GHC 延迟了？

PWM 频率为25kHz、因此5分钟应该等于750万个上升沿。 不过、测量的计数值与之前测量的~8%不同。 因此、我不确定统计数字有多可靠。

期待收到您的回复、

Mads.

尊敬的 Mads：

感谢您的观看。 这种较小的延迟可能是由芯片间的差异造成的。 看到这一点、我现在就不太担心导致噪声问题的延迟、因为正如您所说的、即使这里的信号分组紧密得多、问题仍然存在。  

对我来说、这使我对栅极驱动器是源头的疑虑更少、但可能与电机本身的固有频率和谐波有关。  

我必须对此问题进行一些研究、因为我非常熟悉栅极驱动器本身。 在浏览过程中、我遇到了这篇文章、它可能在此处有用： https://www.mdpi.com/1996-1073/5311年16月14日

特别是第3.2.2节和第3.2.3节

我很想了解您的想法。 您是否仍对 此处的栅极驱动器感到可疑、还是现在怀疑系统的其他部分？ 此外、您是否仍在考虑采用之前提到的替代电路板型号？

我期待解决该问题、

Joseph

尊敬的 Joseph：

我今天晚上将工作、希望我们能够跳上一个电话、讨论如何推进。 您有可能这样做吗？

尊敬的 Joseph：

我只是尝试将一个电阻器(220欧姆)焊接到每根相线、以了解可能产生的影响、从而完全消除了噪声。 虽然这不是解决问题的办法、但可以提供一些见解。 期待收到您的回复、

Mads.