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DRV10983: 无法达到电机的最大带载速度

Part Number: DRV10983
Other Parts Discussed in Thread: MCF8316A

您好,我使用DRV10983驱动一款三相直流电机,目前遇到两个问题

1,带载转速达不到电机手册的值,例如带载转速是2800rpm,目前只能达到2400rpm

2,在目前能达到的最大转速下,运行几分钟电机就会自动下降转速,只有1000左右的rpm

请问我应该如何解决?

  • 已为您询问TI资深工程师,一旦得到回复会立刻回复给您。

  • 1,带载转速达不到电机手册的值,例如带载转速是2800rpm,目前只能达到2400rpm

    请问电机满载时消耗的电流是多少?施加到 VCC 的电压是否与电机额定电压相同?当 TCtrlAdv 参数(lead angle超前角/ 导通角)未正确调整时,可能会发生这种情况。这是关于如何调整超前角的应用说明。 https://www.ti.com/lit/an/slaa561/slaa561.pdf

    2,在目前能达到的最大转速下,运行几分钟电机就会自动下降转速,只有1000左右的rpm

    出现此问题时,您能在 GUI 显示选项卡中读取速度命令 % 和速度命令缓冲区 %这两个值吗?另外,您能分享设备的EEPROM寄存器值吗?

  • 2,在目前能达到的最大转速下,运行几分钟电机就会自动下降转速,只有1000左右的rpm

    您能发一下电机速度下降到 1000rpm 之前以及下降到1000rpm时的 W、V、U 波形吗?这可以告诉我们输出 pwm 是否为 100% 或更低。

  • 手册里写带载最大转速2800转下,电流不大于1.5A。

    目前的转速可以稳定在2200转,提高到2300转就会自动下降到1000转,最大电流只有750mA,此时如果还保持大占空比会直接停机。

    VCC给的24.8V,电机额定是24V。

    我没有使用GUI,我通过PWM的占空比设定转速。

    电机的一些基本参数:24V,8极对,空载3750rpm,带载2800rpm,端电阻3.8欧姆,相电阻1.95欧姆,kt估算值,46.7mV/Hz和51.1mV/Hz

    EEPROM的设定值如下:

    0x4C,//motor1 0 100 1100
    0x2C,//motor2 0 010 1101
    0x18,//motor3 0 001 1000
    0x00,//sysopt1:00 00 0 0 00
    0x90,//sysopt2:开环电流-10 升压速度-010 无刹车-000
    0xDD,//sysopt3:闭环参数11 开环二阶加速度-011 开环一阶加速度-101
    0x8A,//sysopt4:开环到闭环-10001-时间调整技术-010
    0xE5,//sysopt5:告警设置 1110 0101
    0x01,//sysopt6:加速度限流-0000 000 1
    0x9F,//sysopt7:1-001-1111
    0x38,//sysopt8:0011-1-0-00
    0x2E,//sysopt9:00-10-11-1-0

  • 电机的一些基本参数:24V,8极对,空载3750rpm,带载2800rpm,端电阻3.8欧姆,相电阻1.95欧姆,kt估算值,46.7mV/Hz和51.1mV/Hz

    根据给出的 Kt,在 24v 电源下电机空载转速应远高于 3750rpm。

    给定电源 = 24v 和 Kt=51mv/Hz,空载速度应为:

    24v / 51mV = 28000rpm(比 3750rpm 快 7 倍)。想和您确认一下 Kt 是 51mV/Hz 吗?对于 8 极对电机来说似乎太小了。

    您提到“带载2800rpm”请问2800rpm是在多大的负载下得到的?您能告诉我具体的负载(以安培为单位)吗?这样我可以确定2800rpm是否为带负载的最大速度。

    目前的转速可以稳定在2200转,提高到2300转就会自动下降到1000转,最大电流只有750mA,此时如果还保持大占空比会直接停机。

    我认为电机检测到了限流。您能阅读并告诉我们状态寄存器和 0x10 寄存器的值吗?这能告诉我们是否发生了限流。

  • 感谢您分享寄存器值。我看到锁定电流限制阈值设置为 0.4A。能否将其设置为接近电机额定电流的较高值?另外,您可以禁用机械 AVS 并重试吗?当看到这个问题时,您可以回读寄存器 0x​​1B(速度命令)和 0x1C(速度命令缓冲区)吗?闭环加速设置为 48VCC/s,该值较高。我建议将其降低到 0.77VCC/s。请继续回读故障寄存器并检查IC是否触发任何故障。

  • 非常感谢您的回复。

    您所使用的公式似乎与我在手册看到的不一样。我看到的是这里

    我的估算过程:

    KT(PHASE-PHASE):
    估算1:
    3850 / (60 / 8) = 513.3
    24 / 513.3 = 46.7mv/hz

    估算2:
    2800 / ( 60 / 8 ) = 373.3
    (24V - 1.5A * 1.9Ω * 1.73) / 373.3 = 51.1mv/hz

    我如果按照您的计算方法,提高kt的值,电机不能正常进入开环

  • 我将锁定电流限制阈值设置为了2A,禁用了机械AVS,闭环速度设置为了0.77,读取状态寄存器和故障寄存器,都是0。

    我尝试读取了0x1B和0x1C的值,当我闭环在2000rpm时,一直返回0xA9;

    当速度时2200rpm时,返回的是0xC9;

    当我想提高到2300时,返回的时0xD7;此时速度突然就下降了,我用示波器检测了其中一相的电流,幅值明显下降,速度下降到了1100rpm左右不再下降,此时速度命令返回的是0xFA

  • 已将您的疑问转达至TI工程师,稍后给您回复

  • 您计算电机Kt用的公式是什么数据表或手册上的呢,如下所示?工程师不太确定TI 对电机 Kt(每电机电周期的 BEMF)有不同的定义,而大量电机公司将 Kt 定义为电机每转的 BEMF。

    工程师之前的 Kt 计算是基于电机每转的 BEMF,因此工程师将再次回顾这一点。

  • 根据您的回复,速度命令和速度命令缓冲区似乎正在读回相同的值。这意味着设备不限制速度。由于负载增加,可以看到速度下降。请注意,DRV10983 没有内部速度环路。当负载增加时,速度最终会下降。需要手动增加速度命令才能达到目标速度。

    工程师建议您关注一下我们的下一代设备 MCF8316A,它实现了磁场定向控制 (FOC) 算法,并且与 DRV10983 相比具有多项附加功能。

    MCF8316A 数据表:https://www.ti.com/lit/ds/symlink/mcf8316a.pdf

    产品文件夹:https://www.ti.com/product/MCF8316A

  • 另外MCF8316A比drv10983有哪些明显的优点?

  • 您好,感谢您的回复,我的问题终于找到原因了。是因为电机高转速时PWM占空比增长的太快了,我将PWM增长的非常慢,速度可以上去了

  • 感谢您的分享,您的最新问题我已为您咨询TI工程师,稍后给您回复

  • MCF8316A 实施 FOC 算法,与正弦 180 换向相比,该算法提供更高的效率。此外,MCF8316A 有一个内置的速度环路来调节电机速度。这是解释 MCx8316A 所有功能的视频。

    https://www.youtube.com/watch?v=CjCoPlLW-GU&list=PLJAe8IQ4a20XY9jObxRDqPyXSklwsuUwW&index=17