[参考译文] MCF8316A：高侧制动和对齐制动

尊敬的 Le DUC：

MCF8316A 集成了一个非常适合速度控制应用的无传感器 FOC 算法。 尽管可以实现、但使用此驱动器来实现位置控制应用会更加困难。

您很可能需要在电机上安装一个编码器、并使用外部微控制器来处理编码器信号并实现位置控制环路。

MCF8316A 上的对齐制动功能会施加恒定矢量场、并可用于制动电机并将其保持在特定的电气换向角度。 但是、在具有2个或更多电机极对的电机上、相同的电对齐角度会导致转子轴以多个不同的机械角度保持。

基本上、MCF8316A 无法在没有传感器的情况下监测转子的绝对角度位置、因此需要外部编码器。

此致、
Eric C.

专家、您好。

我的项目使用一个三相两极 BLDC Seri FAULHABER 1628T024B 电机并具有一个模拟霍尔传感器。 对于我的应用,我需要在不到2ms 的时间内控制电机从0度角度移动到17度角度,然后使用制动器在19度角度之前停止它。 允许的角度误差为0.5度。 那么、mcf8316a 驱动器是否适合我的应用？

感谢专家,祝您愉快!

尊敬的 Le DUC：

如前所述、为了实现精确的角度位置控制、您需要使用能够准确跟踪转子绝对位置的位置编码器。

 FAULHABER 1628T024B 电机包含用于有传感器换向算法的霍尔传感器(在具有有传感器换向算法的 MCT8316Z 等器件上)。

MCF8316A 使用无传感器 FOC 算法、无法利用霍尔传感器信号。 您仍然可以仅使用3相导线通过 MCF8316A 驱动电机、只需忽略霍尔传感器。

无论如何、为了实现精确的角度位置控制、您需要使用可提供0.5度分辨率的位置编码器、并在外部微控制器上实现位置控制环路。

此致、
Eric C.

尊敬的 Le DUC：

您能否帮助说明您的设计目标是什么终端应用/产品？ 电机是否具有高 负载/惯性以及是否需要大量 保持扭矩才能将转子保持在特定位置？ 无传感器 FOC 算法的对齐制动将施加一些保持扭矩、但不会非常强。

MCF8316A 将根据下表中的条件进入待机状态：

退出待机模式后、器件需要6ms 开始驱动电机。

您只需将 SPEED 引脚电压保持在待机状态以上、以防止器件进入待机状态、打开/关闭 BRAKE 引脚、以停止/启动电机。

我使用 MCF8316AEVM 对电机进行了粗略测试、可以使用制动开关使电机在不同角度旋转和停止。 我必须 禁用器件中的 ISD 功能、以便在每次制动引脚关闭时使器件立即一致地开始旋转电机。

但是、由于对齐制动器在转子对齐时不会施加强大的扭矩(只有当转子与对齐角度偏移90度时、对齐扭矩才会更强)、因此用手将转子从对齐角度手动移开相对容易。  

在角度精度方面、只需配置对齐制动功能、即使用最后一次换向角度作为对齐制动角度。 遗憾的是、无传感器 FOC 不适合在0速或低速下旋转电机、因此如果您正在进行微小的角度调整、器件很可能会在开环(也称为盲换向)中旋转电机、而不是在闭环换向。

最终、我会建议您获取 MCF8316AEVM 并使用您的位置控制进行原型测试、因为使用 MCF8316A 的可行性在很大程度上取决于您的应用 要求和其他因素。

此致、
Eric C.

尊敬的 Le DUC：

我说过对齐制动不施加强大的保持扭矩的原因是、该器件仅通过3个电机相位施加直流电流、从而产生静态磁对齐矢量场。 当转子与对齐制动矢量完全对齐时、施加到转子的扭矩在技术上为0。 如果转子开始偏离对齐制动角度、则当转子与对齐矢量相隔90度时、施加的扭矩将缓慢增加至最大扭矩。 可以使用[ALIGN_OR_SLOW_CURRENT_ILIMIT]寄存器来配置施加的直流对齐电流/扭矩。

如果在任何给定位置有显著的动态变化负载、对齐制动将不是很有效、因为当转子非常接近对齐位置时、对齐电流的很小一部分实际上在施加扭矩。 正如我之前提到的、我可以轻松地手动将转子移开对齐位置。 然后、我移动转子越多、就能感受到对齐制动器产生的扭矩。

真正的0速度最大扭矩位置控制算法能够对转子施加最大扭矩、即使转子仅稍微 偏离目标位置也是如此。 这种类型的算法要求电机换向算法即使在零速/低速下也能提供转子位置反馈、MCF8316A 的集成无传感器 FOC 无法实现这一点。 您需要实施自己的有传感器 FOC 换向算法、该算法可以在零速/低速时应用最大扭矩。

因此、要回答对齐制动是否对于您的应用甚至可行、您需要弄清将尝试移动转子远离对齐角度的外部负载/力是多少 、或许可以使用 MCF8316AEVM 进行一些原型测试、以弄清 对齐制动是否具有足够的精度和保持扭矩来 使转子保持在所需位置。

此致、
Eric C.