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AN1292_利用PLL估算器和弱磁技术实现PMSM无传感器FOC.pdf
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本文档介绍了使用AN1292 《利用PLL 估算器和弱磁技术(FW)实现永磁同步电机(PMSM)的无传感器磁场定向控制(FOC)》(DS01292A_CN)中所述的算法来运 行电机的分步过程。
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2010 Microchip Technology Inc. DS70640A_CN 第1 页
AN1292 调整指南
本文档介绍了使用 AN1292 《利用 PLL 估算器和弱磁技术 (FW)实现永磁同步电机
(PMSM)的无传感器磁场定向控制 (FOC)》(DS01292A_CN)中所述的算法来运
行电机的分步过程。
1.1 设置软件参数
userparms.h 文件中定义了所有的主要可配置参数。使用 tuning_params.xls Excel
®
电子表格 (见图 1-1)将参数修改为内部数值格式。此文件包含在 AN1292 归档文件
中,可以从 Microchip 网站 (www.microchip.com)下载此文件。
将电机和硬件信息输入到此电子表格中之后,需要根据下面介绍的步骤,将计算出的参
数输入到 userparms.h 头文件中。
图 1-1: tuning_params.xls
第 1 步 —— 填写 tuning_params.xls Excel 电子表格中的以下参数:
a) 峰值电压
Peak Voltage 表示直流链路电容上的峰值电压。它还表示直流电源连接到直流链
路时的直流电压本身。如果从单相整流桥提供直流链路,则交流峰值电压将与整
流器连接:
演示软件中使用了一个 24 V
DC 电源,因此 Excel 电子表格中包含相应的值。如果
您要使用高电压 PMSM,则 115 VAC 的峰值电压为 163V。
V
ACpeak
V
ACrms
2
=
DS70640A_CN 第 2 页 2010 Microchip Technology Inc.
b) 峰值电流
Peak current 代表可以在内部表示的电流最大实际值,它取决于采集模块。考虑
ADC 的最大输入为 3.3V,采集电路的增益和电流检测电阻的值决定了适合
dsPIC
®
DSC 内部数字表示的最大电流值。反之,内部数字表示处于上限的电流
也表示峰值电流,因为可能会将其输入到指示的 Excel 电子表格字段中。
图 1-2: 信号调理电路
对于上面图 1-2 中显示的电路,电流采集电路的放大增益为:
MCLV 的电流检测电阻值为 5mΩ,利 用 ADC 输入可承受的最大电压 3.3V,可 以
得出最大电流读数:
请注意,计算出的峰值电流 (I
max
)与 Excel 电子表格文件 (图 1-1)中指示的
峰值电流不同,这是因为第二个值是通过实验确定的,本文档后面的部分将对其
进行介绍 (第 3-d 步)。
c) PWM 周期和死区
PWM Period 是此算法 (AN1292)的采样和控制周期。
死区
表示功率半导体器
件从上一状态中恢复所需的时间,以防在任何逆变器桥臂上出现直通。在这些字
段中输入的值应与使用的值一致。
本应用笔记中包含的演示软件使用 2 µs 的死区,而使用的 PWM 周期为 50 µs,即
PWM 频率为 20 kHz。
d) 电机的电气参数
对于参数 Stator resistance (Rs)、Stator inductance (Ls) 和 Voltage constant (Kfi),
请输入电机制造商提供的信息,也可以通过实验方式确定。
有关通过实验方式计算 Kfi 的详细信息,请参见应用笔记 AN1292 的 “ 调整和实
验结果 ” 一节。
1
2
3
A
m
单个电流检测电阻
G
R20
R22 R23+
-------------------------- -75==
I
max
V
REF
电流检测电阻值 增益
----------------------------------------------------------
3.3
2
-------- -
0.005 75
-------------------------
4.4
A===
AN1292 调整指南
2010 Microchip Technology Inc. DS70640A_CN 第 3 页
e) 标称速度和最大速度
Nominal speed 是制造商提供的参数,它表示在电机标牌上标示的标称电流和电
压下可达到的速度。
Maximum speed 也是制造商提供的参数,它主要取决于电机的机械参数。可以发
现,最大速度大于标称速度,并且两个值之间的区域处于恒定功率模式,这表示
应用了弱磁技术。
f) 预除法因数
Predivision 列对应于一个缩放常数,该缩放常数用于将计算出的归一化值转换到
数值表示范围 [-32768, 32767] 中。
预除法
缩放不仅应将常数转换至该范围,对于
电压常数(Kfi)倒数,也应该对其最初计算出的值进行除法运算,以便之后由于
弱磁技术而增加时,该值不会溢出数值表示范围。
在软件代码中可以找到除法运算项 (左移)形式的预除法因数。
例如, NORM_LSDTBASE
预除法
缩放因子在电子表格中为 256,这会体现为以下
代码行:
estim.c
可以发现,由于之前的预除法因数为 2
8
,最终右移 7 位,而不是 15 位。
NORM_RS 的情况与之相同,它预除以 2,以 便 使 NORM_RS 保持在范围内,防止数
值溢出。这会使 estim.c 的相应代码部分移位 14 位而不是 15 位的以抵消最初
的预除法因数:
estim.c
对于 NORM_INVKFIBASE,
预除数
是 2,并在以下代码行中进行乘法来抵消预除
法因数:
estim.c
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资源评论
- 尹子先生2023-07-25作者对于实现PMSM无传感器FOC的方法进行了清晰而详细的说明,对读者来说很实用。
- 张博士-体态康复2023-07-25通过该文件,读者可以获得对于PLL估算器和弱磁技术在PMSM无传感器FOC中的优势和应用的全面认识。
- xhmoon2023-07-25这篇文件提供了有关利用PLL估算器和弱磁技术实现PMSM无传感器FOC的宝贵信息。
- 养生的控制人2023-07-25这篇文件为研究和实施PMSM无传感器FOC的工程师们提供了很好的指导和参考。
- AIAlchemist2023-07-25文件中的内容言简意赅,没有使用过多的复杂术语,易于理解。
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