STMicroelectronics-logo

STM32 Motor Control SDK 6 Stap Firmware Sensor Minder Parameter

STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter-produk
Spesifikasies
  • Produknaam: STM32-motorbeheer-SDK – 6-stap-firmware-sensorlose parameteroptimering
  • Modelnommer: UM3259
  • Hersiening: Hers 1 – November 2023
  • Vervaardiger: STMicroelectronics
  • Webwebwerf: www.st.com

verbyview

Die produk is ontwerp vir motorbeheertoepassings waar die rotorposisie bepaal moet word sonder om sensors te gebruik. Die firmware optimeer die parameters vir sensorlose werking, wat sinchronisasie van stapkommutasie met die rotorposisie moontlik maak.
BEMF Zero-Crossing Detection:
Die terug elektromotoriese krag (BEMF) golfvorm verander met rotor posisie en spoed. Twee strategieë is beskikbaar vir nul-kruising opsporing:
Terug-EMK-waarneming tydens PWM AF-tyd: Verkry drywende fase voltage deur ADC wanneer geen stroom vloei nie, identifisering van nulkruising gebaseer op drumpel.
Terug-EMK-waarneming tydens PWM AAN-tyd: Sentrum=tik voltage bereik die helfte van bus voltage, identifisering van nulkruising gebaseer op drumpel (VS / 2).
STM32-motorbeheer-SDK – 6-stap-firmware-sensorlose parameteroptimering

Inleiding

Hierdie dokument beskryf hoe om die konfigurasieparameters te optimaliseer vir 'n 6-stap, sensorlose algoritme. Die doel is om 'n gladde en vinnige opstartprosedure te verkry, maar ook 'n stabiele geslote lusgedrag. Boonop verduidelik die dokument ook hoe om 'n behoorlike skakelaar te bereik tussen terug-EMK-nulkruisingsdetectie tydens PWM AF-tyd en PWM AAN-tyd wanneer die motor teen 'n hoë spoed tol met 'n vol.tage bestuursmodus tegniek. Vir verdere besonderhede oor die 6-stap-firmware-algoritme en die voltage/huidige bestuurstegniek, verwys na die verwante gebruikershandleiding wat by die X-CUBE-MCSDK-dokumentasiepakket ingesluit is.

Akronieme en afkortings

Akroniem Beskrywing
MCSDK Motorbeheersagteware-ontwikkelingskit (X-CUBE-MCSDK)
HW Hardeware
IDE Geïntegreerde ontwikkelings omgewing
MCU Mikrobeheerder eenheid
GPIO Algemene insette/afvoer
ADC Analoog-tot-digitale omskakelaar
VM Voltage-modus
SL Sensorloos
BEMF Terug elektromotoriese krag
FW Firmware
ZC Zero-kruising
GUI Grafiese gebruikerskoppelvlak
MC Motor beheer
OCP Oorstroombeskerming
PID Proporsionele-integraal-afgeleide (beheerder)
SDK Sagteware-ontwikkelingstel
UI Gebruikerskoppelvlak
MC werkbank Motor beheer werkbank gereedskap, deel van MCSDK
Motor vlieënier Motorvlieënierinstrument, deel van MCSDK

verbyview

In die 6-stap sensorlose bestuurmodus, ontgin die firmware die terug elektromotoriese krag (BEMF) wat by die drywende fase waargeneem word. Die posisie van die rotor word verkry deur die nulkruising van die BEMF op te spoor. Dit word gewoonlik gedoen deur gebruik te maak van 'n ADC, soos getoon in Figuur 1. In die besonder, wanneer die magnetiese veld van die rotor die hoë-Z fase kruis, sal die ooreenstemmende BEMF vol.tage verander sy teken (nul-kruising). Die BEMF voltage kan by die ADC-invoer geskaal word, danksy 'n weerstandnetwerk wat die voltage kom van die motoriese fase.
Aangesien die BEMF-sein egter eweredig aan die spoed is, kan die rotorposisie nie bepaal word by opstart, of teen baie lae spoed nie. Daarom moet die motor in 'n ooplus versnel word totdat 'n voldoende BEMF voltage bereik word. Dat BEMF voltage laat die sinchronisasie van die stapkommutasie met die rotorposisie toe.
In die volgende paragrawe word die opstartprosedure en die geslote-lus-bewerking, tesame met die parameters om dit in te stel, beskryf.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (2)
BEMF zero-kruising opsporing
Die agterste EMF-golfvorm van 'n borsellose motor verander saam met die rotorposisie en spoed en is in 'n trapesiumvorm. Figuur 2 toon die golfvorm van die stroom en terug-EMK vir een elektriese periode, waar die soliede lyn die stroom aandui (rimpelings word geïgnoreer ter wille van eenvoud), die stippellyn verteenwoordig die terug elektromotoriese krag, en die horisontale koördinaat verteenwoordig die elektriese perspektief van motoriese rotasie.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (3)
Die middel van elke twee fasewisselingspunte stem ooreen met een punt waarvan die agterste elektromotoriese kragpolariteit verander word: die nulkruispunt. Sodra die nul-kruispunt geïdentifiseer is, word die fasewisselmoment na 'n elektriese vertraging van 30° ingestel. Om die nulkruising van die BEMF op te spoor, moet die middelkraan voltage moet geken word. Die middelkraan is gelyk aan die punt waar die drie motorfases met mekaar verbind is. Sommige motors maak die middelkraan beskikbaar. In ander gevalle kan dit gerekonstrueer word deur die voltage fases. Die 6-stap algoritme wat hier beskryf word, neem voordeeltage van die teenwoordigheid van 'n BEMF-waarnemingsnetwerk wat aan die motorfases gekoppel is wat dit moontlik maak om die middelste kraanvol te berekentage.
  • Twee verskillende strategieë is beskikbaar vir die identifikasie van die nul-kruispunt
  • Terug-EMK-waarneming tydens die PWM-UIT-tyd
  • Terug-EMK-waarneming tydens die PWM AAN-tyd (tans ondersteun in voltagSlegs e-modus)
Gedurende die PWM AF-tyd, sal die drywende fase voltage word deur die ADC verkry. Aangesien geen stroom in die drywende fase vloei nie, en die ander twee aan die grond gekoppel is, het dit gelyke en teenoorgestelde polariteit op die ander fases wanneer die BEMF nul kruis in die drywende fase: die middelste kraanvol.tage is dus nul. Dus, die nul-kruispunt word geïdentifiseer wanneer die ADC-omskakeling bo, of daal onder, 'n gedefinieerde drempel.
Aan die ander kant, tydens die PWM AAN-tyd, word een fase aan die bus voltage, en nog een grond toe (Figuur 3). In hierdie toestand sal die middelkraan voltage bereik die helfte van die bus voltage waarde wanneer die BEMF in die drywende fase nul is. Soos voorheen, word die nul-kruispunt geïdentifiseer wanneer die ADC-omskakeling bo (of onder daal) 'n gedefinieerde drempel styg. Laasgenoemde stem ooreen met VS / 2.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (4)
BEMF sensing netwerk ontwerp
In Figuur 4 word die algemeen gebruikte netwerk om die BEMF te waarneem getoon. Die doel daarvan is om die motorfase voltage behoorlik deur die ADC verkry te word. Die R2 en R1 waardes moet gekies word volgens die bus voltage vlak. Die gebruiker moet daarvan bewus wees dat die implementering van 'n R1 / (R2 + R1) verhouding baie laer as wat nodig is, die BEMF-sein kan lei as te laag en die beheer nie robuust genoeg nie.
Aan die ander kant sal 'n verhouding hoër as wat nodig is, lei tot gereelde aan-/afskakeling van die D1-beskermingsdiodes waarvan die herstelstroom geraas kan inspuit. Die aanbevole waarde is:
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (5)
Baie lae waardes vir R1 en R2 moet vermy word om stroom wat van die motorfase afgeneem word te beperk.
R1 is soms gekoppel aan 'n GPIO in plaas van GND. Dit laat die netwerk toe om runtime geaktiveer of gedeaktiveer te word.
In die 6-stap-firmware is die GPIO altyd in 'n hersteltoestand en die netwerk is geaktiveer. Die uiteindelike teenwoordigheid van D3 moet egter in ag geneem word wanneer die BEMF-drempels vir waarneming tydens die PWM AAN-tyd gestel word: dit voeg gewoonlik 0.5÷0.7 V by die ideale drempel.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (6)
C1 is vir filterdoeleindes en moet nie die seinbandwydte in die PWM-frekwensiereeks beperk nie.
D4 en R3 is vir vinnige ontlading van die BEMF_SENSING_ADC nodus tydens die PWM-kommutasies, veral in hoë volumetage borde.
Die D1- en D2-diodes is opsioneel en moet slegs bygevoeg word in die geval van risiko om die BEMF-waarneming ADC-kanaal maksimum graderings te oortree.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (7)
Optimalisering van beheeralgoritme-parameters
Opstartprosedure
Die opstartprosedure bestaan ​​gewoonlik uit 'n reeks van drie stages:
  1. Belyning. Die rotor is in lyn met 'n voorafbepaalde posisie.
  2. Ooplusversnelling. Die voltage pulse word in 'n voorafbepaalde volgorde toegepas om 'n magnetiese veld te skep wat veroorsaak dat die rotor begin draai. Die volgorde se tempo word progressief verhoog om die rotor 'n sekere spoed te laat bereik.
  3.  Omskakeling. Sodra die rotor 'n sekere spoed bereik het, skakel die algoritme oor na 'n geslote-lus 6-stap beheer volgorde om beheer oor die motor se spoed en rigting te behou.
Soos getoon in Figuur 5, kan die gebruiker die opstartparameters in die MC-werkbank pasmaak voordat die kode gegenereer word. Twee verskillende bestuursmodusse is beskikbaar:
  • Voltage modus. Die algoritme beheer die spoed deur die dienssiklus van die PWM wat op die motorfases toegepas word te verander: 'n teikenfase Vol.tage word gedefinieer vir elke segment van die opstartprofile
  • Huidige modus. Die algoritme beheer die spoed deur die stroom wat in die motorfases vloei te verander: 'n Huidige teiken word vir elke segment van die opstartprof gedefinieerfile
Figuur 5. Opstartparameters in die MC-werkbank
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (8)
Belyning
In Figuur 5 stem die Fase 1 altyd ooreen met die belyningsstap. Die rotor is in lyn met die 6-stap posisie naaste aan die "aanvanklike elektriese hoek".
Dit is belangrik om daarop te let dat die duur van die Fase 1 by verstek 200 ms is. Tydens hierdie stap word die dienssiklus lineêr verhoog om die teikenfase Voltage (Fasestroom, indien die huidige bestuursmodus gekies is). Met lywige motors of in die geval van hoë traagheid, die voorgestelde tydsduur, of selfs die teiken Fase Vol.tage/Current is dalk nie voldoende om die rotasie behoorlik te begin nie.
In Figuur 6 word 'n vergelyking tussen 'n verkeerde belyningstoestand en 'n behoorlike een verskaf.
As die teikenwaarde of duur van Fase 1 nie genoeg is om die rotor in die beginposisie te dwing nie, kan die gebruiker die motor sien vibreer sonder om te begin draai. Intussen neem die stroomabsorpsie toe. Gedurende die eerste periode van die opstartprosedure neem die stroom toe, maar die wringkrag is nie voldoende om die traagheid van die motor te oorkom nie. Aan die bokant van Figuur 6 (A), kan die gebruiker sien hoe die stroom toeneem. Daar is egter geen bewyse van BEMF nie: die motor word dan gestop. Sodra die versnellingstap begin is, verhoed die onsekere posisie van die rotor dat die algoritme die opstartprosedure voltooi en die motor laat loop.
Die verhoging van die voltage/huidige fase tydens fase 1 kan die probleem oplos.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (9)
In voltage-modus, die teiken voltage tydens die opstart kan aangepas word met die Motor Pilot sonder dat dit nodig is om die kode te herstel. In die Motor Pilot, in die rev-up afdeling, dieselfde versnelling profile van Figuur 1 word gerapporteer (sien Figuur 7). Let daarop dat hier die voltage fase kan getoon word as die puls wat in die timerregister (S16A-eenheid) gestel is, of as ooreenstem met die uitset voltage (Vrms-eenheid).
Sodra die gebruiker die regte waardes vind wat die beste by die motor pas, kan hierdie waardes in die MC-werkbankprojek geïmplementeer word. Dit laat die kode hergenereer om die verstekwaarde toe te pas. Die onderstaande formule verduidelik die korrelasie tussen voltage fase in Vrms en S16A eenhede.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (10)
In stroommodus, in die Motor Pilot GUI, word die teikenstroom slegs in S16A gewys. Die omskakeling daarvan in ampere hang af van die shuntwaarde en die amplifikasiewins wat in die stroombeperkerkringe gebruik word.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (11)
Ooplusversnelling
In Figuur 5 stem die Fase 2 ooreen met die versnellingsfase. Die 6-stap volgorde word toegepas om die motor in 'n ooplus te versnel, dus is die rotorposisie nie gesinchroniseer met die 6-stap volgorde nie. Die stroomfases is dan hoër as optimum en die wringkrag is laer.
In die MC-werkbank (Figuur 5) kan die gebruiker een of meer versnellingsegmente definieer. In die besonder, vir 'n lywige motor, word dit aanbeveel om dit met 'n stadiger r te versnelamp om die traagheid te oorkom voordat 'n steiler r uitgevoer wordamp. Tydens elke segment word die dienssiklus lineêr verhoog om die finale teiken van die voltage/huidige fase van daardie segment. Dit forseer dus die kommutasie van die fases teen die ooreenstemmende spoed wat in dieselfde konfigurasietabel aangedui word.
In Figuur 8, 'n vergelyking tussen 'n versnelling met 'n voltage fase (A) te laag en 'n behoorlike een (B) word voorsien.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (12)
As die teiken voltage/stroom van een fase of die duur daarvan is nie genoeg om die motor toe te laat om daardie ooreenstemmende spoed te bereik nie, die gebruiker kan sien hoe die motor ophou draai en begin vibreer. Aan die bokant van Figuur 8 neem die stroom skielik toe wanneer die motor stilstaan ​​terwyl, wanneer dit behoorlik versnel word, die stroom toeneem sonder diskontinuïteite. Sodra die motor stop, misluk die opstartprosedure.
Die verhoging van die voltage/huidige fase kan die probleem oplos.
Aan die ander kant, as die voltage/stroom fase gedefinieer is te hoog, aangesien die motor ondoeltreffend in ooplus loop, kan die stroom styg en die oorstroom bereik. Die motor stop skielik, en 'n oorstroomalarm word deur die Motorvlieënier gewys. Die gedrag van die stroom word in Figuur 9 getoon.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (13)
Die vermindering van die voltage/huidige fase kan die probleem oplos.
Soos die belyningsstap, het die teiken voltage/current kan aangepas word tydens die opstart met die Motor Pilot sonder dat dit nodig is om die kode te herskep. Dan kan dit in die MC-werkbankprojek geïmplementeer word wanneer die regte instelling geïdentifiseer is.
Omskakeling
Die laaste stap van die opstartprosedure is die oorskakeling. Tydens hierdie stap ontgin die algoritme die waargeneemde BEMF om die 6-stap volgorde met die rotorposisie te sinchroniseer. Die oorskakeling begin in die segment wat aangedui word in die parameter wat in Figuur 10 onderstreep is. Dit is konfigureerbaar in die sensorlose opstartparameterafdeling van die MC-werkbank.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (14)
Na 'n geldige BEMF-nulkruising-detectiesein (om aan hierdie voorwaarde te voldoen, sien Afdeling 2.1), skakel die algoritme oor na 'n geslote-lusbewerking. Die oorskakelingstap kan weens die volgende redes misluk:
  • Omskakelspoed is nie behoorlik opgestel nie
  • PI-wins van die spoedlus is te hoog
  • Drempels om die BEMF-nulkruisingsgebeurtenis op te spoor is nie behoorlik ingestel nie
Omskakelspoed nie behoorlik gekonfigureer nie
Die spoed waarteen die oorskakeling begin is by verstek dieselfde as die aanvanklike teikenspoed wat in die aandrywerinstellingsafdeling van die MC-werkbank gekonfigureer kan word. Die gebruiker moet bewus wees dat, sodra die spoedlus gesluit is, die motor oombliklik versnel word vanaf die oorskakelspoed na die teikenspoed. As hierdie twee waardes baie ver uitmekaar is, kan 'n oorstroomonderbreking voorkom.
PI-wins van die spoedlus te hoog
Tydens oorskakeling beweeg die algoritme van 'n voorafbepaalde volgorde af om die spoed te meet en die uitsetwaardes dienooreenkomstig te bereken. Dit vergoed dus die werklike spoed wat die gevolg is van die ooplusversnelling. As die PI-wins te hoog is, kan 'n tydelike onstabiliteit ervaar word, maar dit kan lei tot oorstroommislukking as dit oordryf word.
Figuur 11 toon en example van sulke onstabiliteit tydens die oorgang van ooplus- na geslotelus-werking.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (15)
Verkeerde BEMF-drempels
  • As die verkeerde BEMF-drempels gestel word, word die nulkruising óf vooraf óf laat opgespoor. Dit veroorsaak twee hoofeffekte:
  • Die golfvorms is asimmetries en die beheer ondoeltreffend wat lei tot hoë rimpelings van wringkrag (Figuur 12)
  • Die spoedlus word onstabiel deur te probeer kompenseer vir die rimpelings van wringkrag
  • Die gebruiker sal onstabiele spoedbeheer ervaar en, in die ergste gevalle, 'n desinchronisasie van die motorbestuur met die beheer wat tot 'n oorstroom-gebeurtenis lei.
  • Die korrekte instelling van BEMF-drempels is noodsaaklik vir goeie prestasie van die algoritme. Drempels hang ook af van die bus voltage waarde en die waarnemingsnetwerk. Dit word aanbeveel om na Afdeling 2.1 te verwys om te kyk hoe om voltage vlakke tot die nominale een stel in die MC-werkbank.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (16)
Geslote-lus werking
As die motor die versnellingsfase voltooi, word die BEMF-nulkruising bespeur. Die rotor word gesinchroniseer met die 6-stap volgorde en 'n geslote lus werking word verkry. Verdere parameteroptimalisering kan egter uitgevoer word om die prestasies te verbeter.
Byvoorbeeld, soos beskryf in die vorige Afdeling 3.1.3 ("Verkeerde BEMF-drempels"), kan die spoedlus, selfs al werk, onstabiel lyk en BEMF-drempels sal dalk 'n bietjie verfyning benodig.
Daarbenewens moet die volgende aspekte oorweeg word indien 'n motor versoek word om teen hoë spoed te werk of met 'n hoë PWM dienssiklus aangedryf word:
PWM frekwensie
  • Spoed lus PI winste
  • Demagnetisering blanking periode fase
  • Vertraging tussen nul-kruising en stap kommutasie
  • Skakel tussen PWM AF-tyd en AAN-tyd waarneming
PWM frekwensie
Die sensorlose 6-stap-algoritme voer elke PWM-siklus 'n verkryging van die BEMF uit. Om die nulkruisingsgebeurtenis behoorlik op te spoor, word 'n voldoende aantal verkrygings vereis. As 'n duimreël, vir behoorlike werking, verleen ten minste 10 verkrygings oor 60 elektriese hoeke goeie en stabiele rotorsinchronisasie.
Daarom
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (17)
Spoed lus PI winste
Spoedlus PI-toenames beïnvloed die reaksie van die motor op enige bevel van versnelling of vertraging. 'n Teoretiese beskrywing van hoe 'n PID-reguleerder werk, is buite die bestek van hierdie dokument. Die gebruiker moet egter daarvan bewus wees dat spoedlusreguleerderwinste tydens looptyd deur die Motor Pilot verander kan word en na wense aangepas kan word.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (18)
Demagnetisering blanking periode fase
Die demagnetisering van die drywende fase is 'n tydperk na die verandering van fase-energisering waartydens, as gevolg van die stroomontlading (Figuur 14), die terug-EMK-lesing nie betroubaar is nie. Daarom moet die algoritme die sein ignoreer voordat dit verloop het. Hierdie tydperk word in die MC-werkbank as 'n persent gedefinieertage van 'n stap (60 elektriese grade) en kan looptyd verander word deur die Motor Pilot soos getoon in Figuur 15. Hoe hoër die motor spoed, hoe vinniger die demagnetisering tydperk. Die demagnetisering bereik by verstek 'n laer limiet wat op drie PWM-siklusse gestel is teen 2/3 van die maksimum gegradeerde spoed. As die induktansiefase van die motor laag is en nie veel tyd benodig om te demagnetiseer nie, kan die gebruiker die maskeringsperiode of die spoed waarteen die minimum tydperk gestel word, verminder. Dit word egter nie aanbeveel om die maskeringsperiode onder 2 – 3 PWM-siklusse te verlaag nie, want die beheer kan skielike onstabiliteit tydens stapkommutasie veroorsaak.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (19)
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (20)
Vertraging tussen BEMF-nulkruising en stapkommutasie
Sodra die BEMF-nulkruisingsgebeurtenis opgespoor is, wag die algoritme normaalweg 30 elektriese grade tot 'n stapvolgorde-kommutasie (Figuur 16). Op hierdie manier word die nulkruising by die middelpunt van die stap geposisioneer om die maksimum doeltreffendheid te teiken.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (21)
Aangesien die akkuraatheid van die zero-kruising-opsporing afhang van die aantal verkrygings, dus van die PWM-frekwensie (sien Afdeling 3.2.1), kan die akkuraatheid van sy opsporing relevant word teen hoë spoed. Dit genereer dan 'n duidelike asimmetrie van die golfvorms en die vervorming van die stroom (sien Figuur 17). Dit kan vergoed word deur die vertraging tussen nul-kruising-opsporing en stap-kommutasie te verminder. Zero-kruising vertraging kan looptyd verander word deur die gebruiker deur die Motor Pilot soos getoon in Figuur 18.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (22)
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (23)
Skakel tussen PWM AF-tyd en AAN-tyd waarneming
Terwyl die spoed of die lasstroom (dit wil sê motoruitsetwringkrag) verhoog word, neem die dienssiklus van die PWM-dryf toe. Dus, die tyd vir aampling die BEMF gedurende die AF-tyd verminder word. Om 100% van die dienssiklus te bereik, word die ADC-omskakeling gedurende die AAN-tyd van die PWM geaktiveer, en word dus oorgeskakel van BEMF-waarneming tydens die PWM AF-tyd na PWM AAN-tyd.
'n Verkeerde opstelling van die BEMF-drempels tydens AAN-tyd lei tot dieselfde probleme soos beskryf in Afdeling 3.1.3 ("Verkeerde BEMF-drempels").
By verstek is BEMF ON-waarnemingsdrempels op die helfte van die bus voltage (sien Afdeling 2.1). Die gebruiker moet in ag neem dat werklike drempels afhang van die bus voltage waarde- en waarnemingsnetwerk. Volg die aanduidings in Afdeling 2.1 en maak seker dat die voltage vlak na die nominale een stel in die MC werkbank.
Waardes van die drempels en PWM-dienssiklus waarteen die algoritme tussen AF- en AAN-waarneming wissel, is looptyd konfigureerbaar deur die Motor Pilot (Figuur 19) en beskikbaar in Vol.tage-modus ry slegs.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (24)

Probleemoplossing

Waarvoor moet ek sorg om 'n motor met 'n sensorlose 6-stap-algoritme behoorlik te laat draai?Om 'n motor met 'n sensorlose 6-stap-algoritme te draai, impliseer dat ek die BEMF-sein behoorlik kan bespeur, die motor kan versnel, en sinchroniseer die rotor met die beheeralgoritme. Die behoorlike meting van die BEMF-seine lê in die effektiewe ontwerp van die BEMF-waarnemingsnetwerk (sien Afdeling 2.1). Die teiken voltage (voltage-modus-bestuur) of stroom (huidige modus-bestuur) tydens die opstartvolgorde hang af van die motorparameters. Die definisie (en uiteindelik die duur) van die voltage/huidige fase tydens belyning, versnelling en oorskakelingstappe is deurslaggewend vir 'n suksesvolle prosedure (sien Afdeling 3).
Op die ou end hang die sinchronisasie van die rotor en die vermoë om die spoedmotor te verhoog tot by die gegradeerde spoed af van die optimalisering van die PWM-frekwensie, BEMF-drempels, demagnetiseringsperiode en vertraging tussen nulkruisingsdetectie en stapkommutasie, soos beskryf in Afdeling 3.2.
Wat is die regte waarde van die BEMF-weerstandverdeler?
Die gebruiker moet daarvan bewus wees dat 'n verkeerde BEMF-weerstandverdelerwaarde enige kans om die motor behoorlik te bestuur kan uitskakel. Vir verdere besonderhede oor hoe om die BEMF-waarnemingsnetwerk te ontwerp, verwys na Afdeling 2.1.
Hoe konfigureer ek die opstartprosedure?
  • Om die opstartproses te optimaliseer, word dit aanbeveel om die duur van elke stap van die rev-up fase na 'n paar sekondes te verhoog. Dit is dan moontlik om te verstaan ​​of die motor behoorlik versnel, of teen watter spoed/stap van die ooplusprosedure dit misluk.
  • Dit is nie raadsaam om 'n hoëtraagheidsmotor met 'n te steil r te versnel nieamp.
  • As die gekonfigureerde voltagAs die fase of stroomfase te laag is, stop die motor. As dit te hoog is, word die oorstroom geaktiveer. Geleidelik verhoog die voltage fase (voltage-modus bestuur) of stroom (huidige modus bestuur) tydens die belynings- en versnellingstappe laat die gebruiker toe om die werkomvang van die motor te verstaan. Inderdaad, dit help om die optimum te vind.
  • Wanneer dit kom by die oorskakeling na 'n geslote-lus-operasie, moet die winste van die PI aanvanklik verminder word om uit te sluit dat 'n verlies aan beheer of onstabiliteit as gevolg van spoedlus is. Op hierdie stadium is dit noodsaaklik om seker te maak dat die BEMF-waarnemingsnetwerk behoorlik ontwerp is (sien Afdeling 2.1) en dat die BEMF-sein behoorlik verkry is. Die gebruiker kan toegang verkry tot die lesing van die BEMF, en dit in die Motor Pilot (sien Figuur 20) plot deur die beskikbare registers BEMF_U, BEMF_V en BEMF_U in die ASYNC plot afdeling van die instrument te kies. Sodra die motor in die Run-toestand is, kan die spoedluskontroleerder geoptimaliseer word. Vir verdere besonderhede of parameteroptimering, sien Afdeling 3 en Afdeling 3.2.
    STMicroelectronics-STM32-Motor-Beheer-SDK-6-Stap-Firmware-Sensor-Minder-Parameter- (1)
 Wat kan ek doen as die motor nie beweeg met aanskakel nie?
  • By opstart, 'n lineêr toenemende voltage (voltage-modus bestuur) of stroom (huidige modus bestuur) word aan die motorfases verskaf. Die doel is om dit op 'n bekende en voorafbepaalde posisie in lyn te bring. As die voltage is nie hoog genoeg nie (veral met motors met 'n hoë traagheidskonstante), die motor beweeg nie en die prosedure misluk. Vir verdere inligting oor moontlike oplossings, verwys na Afdeling 3.1.1.

Wat kan ek doen as die motor nie die versnellingsfase voltooi nie?
Soos vir die belyningsfase, word die motor in 'n ooplus versnel deur 'n lineêr toenemende volume toe te pastage (voltage modus bestuur) of stroom (huidige modus dryf) na die motorfases. Verstekwaardes neem nie uiteindelike toegepaste meganiese las in ag nie, of motorkonstantes is nie akkuraat en/of bekend nie. Daarom kan die versnellingsprosedure misluk met 'n motorstilstand of 'n oorstroomgebeurtenis. Vir verdere inligting oor moontlike oplossings, verwys na Afdeling 3.1.2.

Hoekom skakel die motor nie oor na geslote spoedlus nie?
As die motor behoorlik versnel tot teikenspoed, maar dit stop skielik, kan iets verkeerd wees in die BEMF-drempelkonfigurasie of die PI-beheerder wen. Verwys na Afdeling 3.1.3 vir verdere besonderhede.

Hoekom lyk die spoedlus onstabiel?
'n Verhoging van die geraas van die meting met die spoed word verwag aangesien hoe hoër die spoed is, hoe laer is die aantal BEMF samples vir nul-kruising opsporing en, gevolglik, die akkuraatheid van die berekening daarvan. 'n Oormatige onstabiliteit van die spoedlus kan egter ook die simptoom wees van verkeerde BEMF-drempel of PI-wins wat nie behoorlik gekonfigureer is nie, soos uitgelig in Afdeling 3.1.3.

  • Hoe kan ek die maksimum bereikbare spoed verhoog?

Maksimum bereikbare spoed word gewoonlik deur verskeie faktore beperk: PWM-frekwensie, verlies aan sinchronisasie (as gevolg van oormatige demagnetiseringsperiode of verkeerde vertraging tussen nul-kruisingsopsporing en stapkommutasie), onakkurate BEMF-drempels. Vir verdere besonderhede oor hoe om hierdie elemente te optimaliseer, verwys na Afdeling 3.2.1, Afdeling 3.2.3, Afdeling 3.2.4 en Afdeling 3.2.5.

Hoekom stop die motor skielik teen 'n sekere spoed?
Dit is waarskynlik as gevolg van 'n onakkurate PWM-op-sensing BEMF-drempelkonfigurasie. Verwys na Afdeling 3.2.5 vir verdere besonderhede.

Hersieningsgeskiedenis
Tabel 2. Dokumenthersieningsgeskiedenis
Datum Weergawe Veranderinge
24-Nov-2023 1 Aanvanklike vrystelling.

BELANGRIKE KENNISGEWING – LEES SORGVULDIG

STMicroelectronics NV en sy filiale (“ST”) behou die reg voor om enige tyd sonder kennisgewing veranderinge, regstellings, verbeterings, wysigings en verbeterings aan ST-produkte en/of hierdie dokument aan te bring. Kopers moet die nuutste relevante inligting oor ST-produkte bekom voordat hulle bestellings plaas. ST-produkte word verkoop ingevolge ST se verkoopsbepalings en -voorwaardes wat ten tyde van bestellingserkenning in plek is.
Kopers is alleen verantwoordelik vir die keuse, seleksie en gebruik van ST-produkte en ST aanvaar geen aanspreeklikheid vir aansoekbystand of die ontwerp van kopers se produkte nie.
Geen lisensie, uitdruklik of geïmpliseer, tot enige intellektuele eiendomsreg word hierin deur ST toegestaan ​​nie.
Herverkoop van ST-produkte met bepalings anders as die inligting wat hierin uiteengesit word, sal enige waarborg wat deur ST vir sodanige produk verleen word, nietig verklaar.
ST en die ST-logo is handelsmerke van ST. Vir bykomende inligting oor ST-handelsmerke, verwys na www.st.com/handelsmerks. Alle ander produk- of diensname is die eiendom van hul onderskeie eienaars.
Inligting in hierdie dokument vervang en vervang inligting wat voorheen in enige vorige weergawes van hierdie dokument verskaf is.
© 2023 STMicroelectronics – Alle regte voorbehou

Dokumente / Hulpbronne

STMicroelectronics STM32 Motor Control SDK 6 Stap Firmware Sensor Minder Parameter [pdfGebruikershandleiding
STM32 Motorbeheer SDK 6 Stap Firmware Sensor Minder Parameter, Motor Control SDK 6 Stap Firmware Sensor Minder Parameter, Stap Firmware Sensor Minder Parameter, Firmware Sensor Minder Parameter, Sensor Minder Parameter, Minder Parameter, Parameter

Verwysings

Los 'n opmerking

Jou e-posadres sal nie gepubliseer word nie. Vereiste velde is gemerk *