[参考译文] DRV8350H-EVM：软件无传感器调优问题

您好、Julien、  

感谢您在 e2e 电机驱动器论坛上发帖

我已将此主题分配给一名团队成员、我们将在下周做出回应  

此致、  
Andrew  

我的启动序列有问题、我们在电路板 DRV8350H-EVM 上使用 FIRware SLVC755无传感器。

电机在无负载的情况下正常运行。

对于负载(风扇的螺旋桨)、我无法使电机启动、我有过流错误。

您好！

目前、您使用6脉冲 IPD 方法来查找转子位置、 但是、对于驱动可以自由旋转任一方向的风扇、我建议使用对齐方法并将大值设置为 Align_WAIT_TIME、以便推进器稳定(尝试使用不同的值并观察风扇设置时间、以避免时间过短导致位置错误、 或过长时间导致电机或 FET 过热)。

IPD 应用于不能自由移动(电动踏板车)或只能向一个方向移动的负载；对齐方法是风扇更可靠的方法、或负载即使在高惯性的情况下也可以双向自由移动。

此致、

Brian

嗨、Julien、

希望你们做得好！

您如何确定硬件变体是否存在过流故障？

它设置的 VDS 过流电平是多少？ 您是否尝试增加它？ 您能否提供相电流、nFault 和 SHx 的波形？

此致、

Akshay

您好！

我将尝试这种方法、我将在今天或明天发布结果。

谢谢。

您好、Akshay、

首先、我使用应用 DRV8350x EVM。

在启动后显示过流的是应用。

电机相电流限制为120A。

我看到了使用对齐方法时没有负载的情况改进。

负载时、我会获得与第一个帖子视频相同的行为。

现在、我在 GUI 上的错误代码是加速。

我尝试更改这些值而不成功：

您好！

因此、用于换向的电机位置检测现在是良好的、但由于其惯性负载非常高、因此无法加速到所需的设置。 对于此应用、您应将加速度设置为低、以避免出现上述错误。

您好！

如上所述、部件开环加速控制的设置不允许我进入闭环。

以下是更多详细信息：

结果：

e2e.ti.com/.../20221103_5F00_092228.mp4

在低加速度设置下、我会得到过流误差。

嗨、Julien、

您能否提供我之前请求的波形。

最棒的

Akshay

嗨、Julien、

您能否还提供触发故障时 SPI 寄存器的图片？ 您使用的驱动电流是多少？

最棒的

Akshay

您好、Julien、

我观看视频并有问题：

1.电机所需的转速是多少？ 对于这种大型风扇、4300和2300rpm 的转速有点高、您确定它可以达到2300rpm 吗？

2.在对齐模式期间，我看到风扇没有完全稳定，然后开始加速。 我将提供更多的  Align_WAIT_TIME 时间、直到电机在加速到目标速度之前完全停止。 如果未稳定、则转子位置可能不正确、电机将以低效率的功率运行。

Brian

您好！

这里是默认 过流前的相电流波形：(探针口径10mV/A)

对于驱动器电流，我使用此值：

谢谢。

Julien。

您好 Brian、

负载所需的最大速度为2300rpm、它与另一个等效驱动器配合使用。

对于对齐模式，我使用最大值：

Julien

同时包含三个相位的波形。

Julien。

嗨、Julien、

感谢您提供更多信息。 我将在下周提供反馈。

最棒的

Akshay

您好、Julien、

最后一个视频显示、由于故障而关闭之前电机运行良好。 我想、在该速度下、从开环切换到闭环是安全的、因为该速度足够高、可实现 BEMF 过零检测。 您如何知道在开环或闭环期间发生了故障？ 您能否读取状态指示开环或闭环控制？

 start_up_Duty_cycle 的编程值是多少？ 这是开环运行期间驱动电机相位的 PWM。 过高会导致开环速度较慢时的过流限制。

对于电机设置、电机极点= 8。 这是8对还是总共8个磁体(4N + 4S)？ 如果是8个磁体、则为4个极对：

2300rpm = 38rev/秒；在2300rpm 时、电气周期= 38x4 = 152Hz。  

给定：ACC 速率= 1Hz/s；ACC_STOP=12MHz；在25kHz PWM 下、设备等待时间= 50000 (PWM 周期)= 2s。

从视频中可以看到、电机在对准期间没有稳定、因此我认为您应该通过更低的 PWM = 15kHz 而不是25Kzh 为对准等待时间提供更多的时间、这将使对准等待时间达到50000 x 1/15kHz = 3.3秒。 风扇噪声很大、因此无法听到15kHz PWM 噪声、这也节省了 FET 开关热损耗。

Acc_Rate 能否设置为小于1Hz/秒？ 例如需要更多时间来加速的高惯性风扇的0.1Hz/秒。  

ACC_STOP = 12MHz 意味着当电机速度为12MHz/4 = 0.003转/秒时、控制将从开环切换到闭环、这对于检测 BEMF 过零非常慢且不可靠。 我要将其设置为0.5转/秒= 0.5 x 4 = 2000MHz。  

对于这个高惯性电机、我还将设置 Acc_Velocity_init = 0。  

Brian

您可以设置 Motor_Phase_Current_Limit = 120、这不是120安培、而是大约2.7A

根据公式:I * 0.007 * 5 * 4096/3.3 = 120；

因此电流 I = 2.76A

由于电路板具有最大电流15A RMS、因此我可以安全地设置限值 I = 10A 或 MPCL = 434。

Brian

您好 Brian、

您是否认为接口中存在错误？

因为应用中允许的最大范围电流为120A。

Julien

您好 Brian、

感谢您花时间尝试解决我的问题。

我不确定从开环到闭环时是否会出现故障。

在软件中，启动占空比来自计算：

SensorlessTrapController.Duty_per_Speed = (SensorlessTrapController.PWMPeriod / SensorlessTrapController.Hertz_per_Unit_Vol_Counts)；
CalDutyPerSpeed()；               //此内联函数根据使用的器件的输入速度、电机额定电压、额定速度、欠额定值、施加的直流总线电压计算适用的占空比
SensorlessTrapController.Duty_per_Unit_Speed =(SensorlessTrapController.Duty_per_Speed / SensorlessTrapController.VCCvoltage)；
SensorlessTrapController.Duty_per_Unit_Speed =(SensorlessTrapController.Duty_per_Speed / SensorlessTrapController.VCCvoltage)；
SensorlessTrapController.IQMatH_TEMP_C =_IQ15 ((SensorlessTrapController.AccelVelocity >> 10))；
SensorlessTrapController.IQMatH_TEMP_B =_IQ15 (SensorlessTrapController.Duty_per_Unit_Speed)；
SensorlessTrapController.IQMatH_TEMP_A =_IQ15mpy (SensorlessTrapController.IQMatH_TEMP_B、SensorlessTrapController.IQMatH_TEMP_C)；
SensorlessTrapController.StartupDutyCycle =_IQ15int (SensorlessTrapController.IQMatH_TEMP_A)；

我有4极对8极。

我测试了15kHz 和10kHz：结果不会更好。

加速率最小值为1。

加速度最小值为1。

如果我增加参数 Acc_stop、我将切换到过流。

我将尝试使用霍尔效应传感器的模式、以查看我是否获得更好的结果...

Julien。

您好、Julien、

如果电机具有霍尔传感器、则使用霍尔传感器进行换向比使用无传感器更可靠、尽管需要连接更多5根导线。 我将阅读您的回复以了解任何新信息。

Brian

EVM 板仅根据数据表中的规格输出15A RMS 最大值、因此显示120A 的 GUI 菜单错误。  

您能否尝试根据公式将电流设置为434、以设置为10A？

Brian

从您发布的视频中、电机旋转得足够快、使其已经处于闭环状态。 因此、我认为由于电流限制而关闭、您不小心将其设置得太低-输入120仅为2.76A。

Brian

您好、Julien、

以下是用户手册中的 Motor_Phase_Current_Limit 计算：

Brian

您好 Brian、

我的风扇可与霍尔传感器软件配合使用。
我将继续在此配置中进行测试。

有关其他用户的信息、传感固件仅在1X PWM 模式下工作。
在使用霍尔传感器的模式下进行测试后、我将返回到模式无传感器。

如您所建议：

对于无传感器模式、我将直接强制固件中的相电流值。

读取软件后、GUI 值似乎没有重新调整。

因此，120的值是不够的。

Julien。

您好、Julien、

它之所以起作用、是因为使用霍尔传感器、还是因为相电流增加了120多？ 因为我怀疑设置120实际上只提供了2.76A。

如果在相电流相同(大于120)的无传感器模式下仍然无法工作、那么我认为这是由于对齐模式没有足够的等待时间让转子稳定。 这就是为什么在15kHz 频率下使用 PWM 会延长等待时间以实现良好对齐的原因。

Brian

您好 Brian、

它的工作原理是、因为我使用的是霍尔传感器。

我还没有更改相电流值。

对于无传感器模式、我已经在15kHz 频率下测试了 PWM、但它不起作用。

Julien。

您好、Julien、

15kHz PWM @ 50000周期= 3.3秒、似乎足够长、风扇可以稳定下来。 您能否在3.3秒的对齐过程中发布视频？ 它在无传感器模式下无法工作、因为对齐未能充分检测到转子磁体、因此电机换向效率较低、并导致高电流。

Brian  

所有、

此主题将由于不活动而很快过期、问题是否已解决？

此致、

-Adam

嗨、Julien、

对拖延表示歉意。

GUI 采用电流限制、电流限制为120A。 但是、EVM 的额定 RMS 为15A、因此我们不建议将电流设置为高于15A、以避免在高于电路板额定电流的情况下运行。

也许您可以尝试将占空比限制为20%、以查看它是否有助于避免过流、然后切换到闭环、然后增加占空比。 您还可以使用加速停止来确定何时是切换到闭环的最佳时间。 通过增加此值、您将保持开环更长、并达到更高的速度、并希望具有更高的反电动势。

请随时向我们更新您的测试结果。

最棒的

Akshay

您好、Akshay、

如上所述、我继续使用传感器。 然后、我将返回到无传感器器件来测试您的建议。

文档中提到：最高15A 的 RMS 驱动电流。

它是每相电流吗？ 还是电源的电流？ 这对我来说并不是很清楚。

在研究了连接器、MOSFET 和 PCB 之后、我不明白如果这是施加的限制、为什么我们应该将自己的电流限制在每相15A 最大值。

谢谢。

Julien。

嗨、Julien、

15A 是连续电机相电流。 该电路板设计为在该限制下工作、以不违反设计建议。 如果在较高电流下工作、可能会有一些走线或其他元件损坏。

最棒的

Akshay

使用电流测量组件时、无法达到文档中所示的15ARMS。

如需了解相关信息、以下公式为 false。

您好、Julien、

您为什么说公式错误？ 我认为参数 MOTOR_PHASE_CURRENT_LIMIT 不是电机相位中实际受限的电流、而是电流为7m Ω 电流感应电阻器的12位 ADC 转换器的 ADC 值。 因此、要将电机相电流限制设置为15A、您应该向 MOTOR_PHASE_CURRENT_LIMIT 写入651。

Brian  

您好、Akshay、

在 GUI 中、我认为 MOTOR_PHASE_CURRENT_LIMIT 的值120A 设置不是实际电机相电流、而是12位 ADC 转换器值、该值是实际相电流的缩放值。 实际上、将单元"A"分配给 MOTOR_PHASE_CURRENT_MINIT 参数是错误的、因为这会导致混淆。 因此、120不是 GUI 可设置的最大限制、因为它可以设置为高于120。 即、应将其设置为651、以便将电机相电流限制为15A。

Brian

您好 Brian、

增益5与我的材料不符。 我解释：

只有 DRV8353和 DRV8353R 具有内部分流放大器、5V/V 是 DRV8353的 CSA_GAIN 参数。

我的 DRV8350S-EVM 板仅使用同相放大器电路进行外部电流测量。

Julien。

嗨、Julien、

请随时向我们更新您的测试。

最棒的

Akshay

现在、我在 GUI 上的错误代码是加速。

我尝试更改这些值而不成功：

您好、Julien、

8350驱动器没有 Vsense OCP、因此无传感器电机不是由于电流限制保护而关断、因为驱动器没有此功能。 那么、您是否知道在以无传感器模式运行时导致驱动程序关闭的原因？

Brian

您好、Akshay、

这是一个更新：要执行我的测试，我更改了 R SHUNT R75，我放置了一个0.003的电阻器。

我更改了该电阻器、以便在无过流默认值的15A RMS 下使用电路板。

我已将 I PHASE 参数调整为 ARROUND 40A (GUI 上为13A)。

电阻为0.007 pic 时、电流过流时通过软件、不允许在每相15A rms 的条件下使用开发板。

我还可以修改软件、滤除电流峰值、但我更喜欢保持过流故障不变。

因此、我能够在传感器模式下以每相15A rms 的电流和2300rpm 的转速进行测试、这是可行的。

我仍然需要检查性能、在我看来、对于梯形试验、相电流的形状似乎不符合要求。

您对此功率降有何看法？

Julien。

您好 Brian、

参数调整问题。 但哪一个？？？

当然、相电流的管理与传感器的模式一样。

Julien。

有人知道我可以从何处获取 DRV8350H-EVM 原理图？ 我很好奇、8350没有3个电流感应放大器、因此电路板如何感应电机相电流。 我认为3个电流感应电压连接到 MCU ADC 转换器、但不确定。 我搜索过 TI 和互联网、但找不到。

Brian

嗨、Julien、

我将咨询我的团队、并尝试了解您看到这些下降的原因。

最棒的

Akshay

您好 Brian、

设计文件如下： https://www.ti.com/lit/zip/slvc763。

DRV8350H-EVM 仅具有电流感测功能。

Julien。

您好、Julien、

我知道你已经用15kHz 和10kHz PWM 测试了无传感器模式来延长  Align_WAIT_TIME --给电机更长的时间使转子与定子产生的磁场对齐。 您是否观察到电机开始转动之前的延迟时间更长(PWM 频率更低)？ 随着 PWM 频率降低、您应该会看到校准稳定时间更长。

Brian

尊敬的 Akshay 和 TI 其他员工：

DRV835xx-EVM 无传感器软件用户指南中列出了以下公式、这是错误的！！！ 这已经浪费了 Julien 和 Me (当然还有许多其他用户)很多次、因为我们假设这是要在 GUI 中设置的电流限制、但此公式仅适用于 DRV8353。

对于 DRV 8350x-EVM、公式应如下、因为放大器增益为 G=20而不是5：

MOTOR_CURRENT_LIMIT =安培 * 0.007 * 20 * 4096 / 3.3

这意味着在 u_I_PHASE_ADC 的最大值为4096时、电机电流限制为3.3/(20 * 0.007)= 23.6A

因此、TI 员工应更新用户指南文档以添加 DRV8350x 电路板的公式。

Brian

您好、Julien、

对于电流测量、我们有一个同相放大器电路 u_I_PHASE_ADC=((38.3/2)+1)*0.007*I_Phase。

电机相电流限制= u_I_PHASE_ADC *(4096/3.3)。

我注意到您的公式不正确；应该是 MOTOR_CURRENT_LIMIT、因为它不仅是一个相位、而且总电机电流流经一个0.007欧姆的 Rsense。

MOTOR_CURRENT_LIMIT =安培 * 0.007 * 20 * 4096 / 3.3；

Brian

您好、Julien、

这是一个更新：要执行我的测试，我更改了 R SHUNT R75，我放置了一个0.003的电阻器。

我更改了该电阻器、以便在无过流默认值的15A RMS 下使用电路板。

我已将 I PHASE 参数调整为 ARROUND 40A (GUI 上为13A)。

电阻为0.007 pic 时、电流过流时通过软件、不允许在每相15A rms 的条件下使用开发板。

根据以下文档、我相信 DRV8350-EVM 板在20A 而不是15A 的电机电流下具有最大电机电流：

如果您想将电机电流限制设置为15A、程序值应在使用库存0.007欧姆 Rsense 时为：

15A * 0.007 * 20 * 4096/3.3 = 2606、这是 ADC 转换器输出。

问题：在 GUI 中输入电流限制值时、应该输入 ADC 转换器值还是电机电流、单位为安培？  

Brian

嗨、Julien、

您看到的骤降是梯形换向中的预期值、也称为扭矩纹波(每60度发生一次)。 这是由于电机开关相位和电机(电感器)抵制电流变化所致。

最棒的

Akshay

你(们)好、Julien

同时包含三个相位的波形。

三相电压的波形应是单极的----高于接地。 在示波器图片上、显示的波形具有负电压。 您可以确认这一点吗？

Brian

您好 Brian、

是的、我确实注意到在发动机开始转动之前启动时间更长。

尽管有这些设置、我仍然无法正常转动螺旋桨(在无传感器模式下)。

Julien。

这里是三相电流