STM32 Motor Control SDK 6 Lakang Firmware Sensor Gamay Parameter
Mga detalye
- Ngalan sa Produkto: STM32 motor control SDK - 6-step firmware sensor-less parameter optimization
- Model Numero: UM3259
- Rebisyon: Pin 1 – Nobyembre 2023
- Manufacturer: STMicroelectronics
- Website: www.st.com
Tapos naview
Gidisenyo ang produkto alang sa mga aplikasyon sa pagkontrol sa motor diin ang posisyon sa rotor kinahanglan nga matino nga wala gigamit ang mga sensor. Gi-optimize sa firmware ang mga parameter alang sa operasyon nga wala’y sensor, nga makapahimo sa pag-synchronize sa pag-commutation sa lakang sa posisyon sa rotor.
BEMF Zero-Crossing Detection:
Ang back electromotive force (BEMF) waveform nagbag-o sa posisyon ug katulin sa rotor. Duha ka mga estratehiya ang magamit alang sa zero-crossing detection:
Balik nga EMF sensing atol sa PWM OFF-time: Pagkuha sa floating phase voltage pinaagi sa ADC kon walay kasamtangan nga nagaagay, pag-ila sa zero-crossing base sa threshold.
Balik EMF sensing atol sa PWM ON-time: Center=tap voltage moabot sa katunga sa bus voltage, pag-ila sa zero-crossing base sa threshold (VS / 2).
STM32 motor control SDK - 6-step firmware sensor-dili kaayo parameter optimization
Pasiuna
Gihubit niini nga dokumento kung giunsa ang pag-optimize sa mga parameter sa pag-configure alang sa usa ka 6-lakang, wala’y sensor nga algorithm. Ang tumong mao ang pagkuha sa usa ka hapsay ug paspas nga pamaagi sa pagsugod, apan usa usab ka lig-on nga closed-loop nga kinaiya. Dugang pa, gipatin-aw usab sa dokumento kung unsaon pagkab-ot ang husto nga switch tali sa likod nga EMF zero-crossing detection sa panahon sa PWM OFF-time ug PWM ON-time kung magtuyok sa motor sa taas nga tulin nga adunay vol.tage teknik sa mode sa pagmaneho. Alang sa dugang nga mga detalye bahin sa 6-step firmware algorithm ug ang voltage/kasamtang teknik sa pagdrayb, tan-awa ang may kalabotan nga manwal sa paggamit nga gilakip sa pakete sa dokumentasyon sa X-CUBE-MCSDK.
Mga acronym ug abbreviation
| Acronym | Deskripsyon |
| MCSDK | Motor control software development kit (X-CUBE-MCSDK) |
| HW | Hardware |
| IDE | Integrated development environment |
| MCU | Microcontroller nga yunit |
| GPIO | Kinatibuk-ang katuyoan input/output |
| ADC | Analog-sa-digital nga converter |
| VM | Voltage modus |
| SL | Dili kaayo sensor |
| BEMF | Balik nga electromotive force |
| FW | Firmware |
| ZC | Zero-crossing |
| GUI | Graphical nga user interface |
| MC | Pagkontrol sa motor |
| OCP | Proteksyon sa overcurrent |
| PID | Proportional-integral-derivative (controller) |
| SDK | Software development kit |
| UI | User interface |
| MC workbench | Tool sa pagkontrol sa motor sa workbench, bahin sa MCSDK |
| Pilot sa motor | Tool sa piloto sa motor, bahin sa MCSDK |
Tapos naview
Sa 6-step sensor-less driving mode, gipahimuslan sa firmware ang back electromotive force (BEMF) nga gibati sa floating phase. Ang posisyon sa rotor makuha pinaagi sa pag-ila sa zero-crossing sa BEMF. Kasagaran kini gihimo gamit ang usa ka ADC, ingon sa gipakita sa Figure 1. Sa partikular, kung ang magnetic field sa rotor motabok sa high-Z phase, ang katugbang nga BEMF vol.tage giusab ang timaan niini (zero-crossing). Ang BEMF voltage mahimong ma-scale sa ADC input, salamat sa resistor network nga nagbahin sa voltage gikan sa motor phase.
Bisan pa, tungod kay ang signal sa BEMF proporsyonal sa katulin, ang posisyon sa rotor dili matino sa pagsugod, o sa ubos kaayo nga tulin. Busa, ang motor kinahanglan nga paspas sa usa ka bukas nga loop hangtod sa igo nga BEMF voltagnaabot na e. Kanang BEMF voltage nagtugot sa pag-synchronize sa lakang commutation uban sa rotor posisyon.
Sa mosunod nga mga parapo, ang pamaagi sa pagsugod ug ang closed-loop nga operasyon, uban ang mga parametro sa pag-tune niini, gihulagway.
BEMF zero-crossing detection
Ang back EMF waveform sa usa ka brushless motor nausab uban sa rotor position ug speed ug anaa sa trapezoidal nga porma. Gipakita sa Figure 2 ang waveform sa kasamtangan ug likod nga EMF alang sa usa ka elektrikal nga panahon, diin ang solid nga linya nagpasabot sa kasamtangan (mga ripples gibalewala alang sa kayano), ang dashed nga linya nagrepresentar sa back electromotive force, ug ang horizontal coordinate nagrepresentar sa electric panglantaw sa rotation sa motor.
Ang tunga-tunga sa matag duha ka phase-switching nga mga punto katumbas sa usa ka punto kansang back electromotive force polarity giusab: ang zero-crossing-point. Sa higayon nga mailhan ang zero-crossing point, ang phase-switching moment itakda human sa electrical delay nga 30°. Aron mahibal-an ang zero-crossing sa BEMF, ang center tap voltage dapat kilalahon. Ang sentro nga gripo parehas sa punto diin ang tulo nga mga hugna sa motor konektado. Ang ubang mga motor naghimo sa center tap nga magamit. Sa ubang mga kaso, kini mahimong matukod pag-usab pinaagi sa voltage mga hugna. Ang 6-lakang nga algorithm nga gihulagway dinhi nagkinahanglan og advantage sa presensya sa usa ka BEMF sensing network konektado sa mga hugna sa motor nga nagtugot sa pagkalkulo sa center tap voltage.
- Duha ka lainlaing mga estratehiya ang magamit alang sa pag-ila sa zero-crossing point
- Balik EMF sensing sa panahon sa PWM OFF-oras
- Balik EMF sensing sa panahon sa PWM ON-time (karon gisuportahan sa voltage mode lang)
Atol sa PWM OFF-time, ang floating phase voltage nakuha sa ADC. Tungod kay walay kasamtangan nga nagaagay sa naglutaw nga hugna, ug ang laing duha ka konektado sa yuta, sa diha nga ang BEMF motabok sa zero sa naglutaw nga hugna, kini adunay managsama ug kaatbang nga polarity sa ubang mga hugna: ang center tap voltage kay zero. Busa, ang zero-crossing point mailhan kung ang pagkakabig sa ADC mosaka sa ibabaw, o mahulog sa ubos, usa ka gitakda nga threshold.
Sa laing bahin, atol sa PWM ON-time, usa ka hugna ang konektado sa bus voltage, ug usa pa sa yuta (Figure 3). Niini nga kahimtang, ang center tap voltage abot sa katunga sa bus voltage value kung ang BEMF sa floating phase kay zero. Sama sa kaniadto, ang zero-crossing point giila kung ang ADC conversion mosaka sa ibabaw (o mahulog sa ubos) sa usa ka gitakda nga threshold. Ang ulahi katumbas sa VS / 2.
BEMF sensing nga disenyo sa network
Sa Figure 4 gipakita ang kasagarang gigamit nga network aron masabtan ang BEMF. Ang katuyoan niini mao ang pagbahin sa motor phase voltage nga saktong makuha sa ADC. Ang R2 ug R1 nga mga kantidad kinahanglang pilion sumala sa bus voltage lebel. Ang tiggamit kinahanglan nga makahibalo nga ang pagpatuman sa usa ka R1 / (R2 + R1) nga ratio nga mas ubos kaysa gikinahanglan, ang BEMF signal mahimong moresulta nga ubos kaayo ug ang kontrol dili igo nga lig-on.
Sa laing bahin, ang ratio nga mas taas kay sa gikinahanglan mosangpot sa kanunay nga pag-turn-on/off sa D1 protection diodes kansang recovery current mahimong mag-inject sa kasaba. Ang girekomenda nga kantidad mao ang:
Ubos kaayo nga mga kantidad alang sa R1 ug R2 kinahanglan nga likayan aron limitahan ang kasamtangan nga gi-tap gikan sa hugna sa motor.
Ang R1 usahay konektado sa usa ka GPIO imbes sa GND. Gitugotan niini ang network nga ma-enable o ma-disable ang runtime.
Sa 6-step firmware, ang GPIO kanunay anaa sa reset state ug ang network gi-enable. Bisan pa, ang umaabot nga presensya sa D3 kinahanglan nga konsiderahon sa dihang magtakda sa BEMF thresholds para sa sensing sa panahon sa PWM ON-time: kasagaran kini modugang 0.5÷0.7 V sa ideal threshold.
Ang C1 kay para sa mga katuyoan sa pagsala ug kinahanglang dili limitahan ang signal bandwidth sa PWM frequency range.
Ang D4 ug R3 alang sa paspas nga pag-discharge sa BEMF_SENSING_ADC node sa panahon sa PWM commutations, ilabi na sa high vol.tage mga tabla.
Ang D1 ug D2 diodes kay opsyonal ug kinahanglang idugang lamang kung adunay risgo nga makalapas sa BEMF sensing ADC channel maximum ratings.
Pag-optimize sa mga parameter sa pagkontrol sa algorithm
Pamaagi sa pagsugod
Ang pamaagi sa pagsugod kasagaran gilangkoban sa usa ka han-ay sa tulo ka stages:
- Pag-align. Ang rotor gipahiangay sa usa ka gitino nang daan nga posisyon.
- Open-loop acceleration. Ang voltage pulso gigamit sa usa ka gitino nang daan nga han-ay sa paghimo sa usa ka magnetic field nga hinungdan sa rotor sa pagsugod sa pagtuyok. Ang rate sa pagkasunod-sunod hinayhinay nga gipataas aron tugutan ang rotor nga makaabut sa usa ka piho nga tulin.
- Pagbalhin-balhin. Kung ang rotor nakaabot sa usa ka piho nga tulin, ang algorithm mobalhin sa usa ka closed-loop 6-step control sequence aron mapadayon ang pagkontrol sa katulin ug direksyon sa motor.
Ingon sa shwn sa Figure 5, ang user mahimo nga ipasadya ang mga parameter sa pagsugod sa MC workbench sa wala pa maghimo sa code. Adunay duha ka lainlaing mga mode sa pagmaneho:
- Voltage modus. Gikontrol sa algorithm ang katulin pinaagi sa pagbag-o sa siklo sa katungdanan sa PWM nga gigamit sa mga hugna sa motor: usa ka target nga Phase Voltage gihubit alang sa matag bahin sa startup profile
- Kasamtangang mode. Gikontrol sa algorithm ang katulin pinaagi sa pag-usab-usab sa kasamtangan nga nag-agos sa mga hugna sa motor: usa ka Kasamtang target ang gihubit alang sa matag bahin sa startup profile
Figure 5. Mga parameter sa pagsugod sa MC workbench
Pag-align
Sa Figure 5, ang Phase 1 kanunay nga katumbas sa lakang sa paglinya. Ang rotor gipahiangay sa 6-step nga posisyon nga labing duol sa "Initial electrical angle".
Importante nga hinumdoman nga, sa default, ang gidugayon sa Phase 1 mao ang 200 ms. Atol niini nga lakang ang siklo sa katungdanan linearly nadugangan aron maabot ang target Phase Voltage (Phase Current, kung gipili ang kasamtangan nga driving mode). Bisan pa, uban ang dagkong mga motor o sa kaso sa taas nga inertia, ang gisugyot nga gidugayon, o bisan ang target nga Phase Voltage/Current mahimong dili igo aron sa husto nga pagsugod sa rotation.
Sa Figure 6, usa ka pagtandi tali sa usa ka sayup nga kondisyon sa pag-align ug usa ka tukma nga gihatag.
Kung ang target nga kantidad o gidugayon sa Phase 1 dili igo aron mapugos ang rotor sa pagsugod nga posisyon, makita sa tiggamit ang motor nga nag-vibrate nga wala magsugod sa pagtuyok. Samtang, ang kasamtangan nga pagsuyup nagdugang. Atol sa unang yugto sa pamaagi sa pagsugod, ang kasamtangan nga pagtaas, apan ang torque dili igo sa pagbuntog sa inertia sa motor. Sa ibabaw sa Figure 6 (A), makita sa user ang kasamtangan nga pagtaas. Bisan pa, wala’y ebidensya sa BEMF: ang motor nahunong dayon. Sa diha nga ang acceleration nga lakang gisugdan, ang dili sigurado nga posisyon sa rotor makapugong sa algorithm sa pagkompleto sa pamaagi sa pagsugod ug pagpadagan sa motor.
Pagdugang sa voltage/kasamtangan nga hugna sa yugto 1 mahimong ayuhon ang isyu.
Sa voltage mode, ang target voltage sa panahon sa pagsugod mahimong ipasadya sa Motor Pilot nga dili kinahanglan nga i-regenerate ang code. Sa Motor Pilot, sa rev-up section, parehas nga acceleration profile sa Figure 1 gitaho (tan-awa ang Figure 7). Timan-i nga dinhi ang voltage phase mahimong ipakita ingon nga ang pulso gibutang sa timer register (S16A unit), o ingon nga katumbas sa output voltage (Vrms nga yunit).
Kung makit-an na sa tiggamit ang tukma nga mga kantidad nga labing angay sa motor, kini nga mga kantidad mahimong ipatuman sa proyekto sa MC workbench. Gitugotan niini ang pagbag-o sa code aron magamit ang default nga kantidad. Ang ubos nga pormula nagpatin-aw sa correlation tali sa voltage phase sa Vrms ug S16A units.
Sa kasamtangan nga mode, sa Motor Pilot GUI, ang target nga kasamtangan gipakita lamang sa S16A. Ang pagkakabig niini sa ampdepende sa shunt value ug sa amplification gain nga gigamit sa kasamtangan nga limiter circuitry.
Open-loop acceleration
Sa Figure 5, ang Phase 2 katumbas sa acceleration phase. Ang 6-step sequence gigamit aron mapadali ang motor sa open-loop, busa, ang posisyon sa rotor dili dungan sa 6-step sequence. Ang kasamtangan nga mga hugna mas taas kay sa labing maayo ug ang torque mas ubos.
Sa MC workbench (Figure 5) ang user makahubit sa usa o daghan pa nga mga bahin sa pagpatulin. Sa partikular, alang sa usa ka dako nga motor, kini girekomendar sa pagpadali niini sa usa ka hinay nga ramp sa pagbuntog sa inertia sa dili pa sa pagbuhat sa usa ka steeper ramp. Atol sa matag bahin, ang siklo sa katungdanan gipataas sa linya aron maabot ang katapusang target sa voltage/kasamtang yugto sa maong bahin. Sa ingon, gipugos niini ang pag-commutation sa mga hugna sa katugbang nga tulin nga gipakita sa parehas nga lamesa sa pag-configure.
Sa Figure 8, usa ka pagtandi tali sa usa ka acceleration sa usa ka voltage phase (A) ubos kaayo ug usa ka tukma (B) ang gihatag.
Kung ang target voltage/current sa usa ka hugna o ang gidugayon niini dili igo aron tugotan ang motor nga makaabot sa katugbang nga katulin, makita sa tiggamit ang motor nga mohunong sa pagtuyok ug magsugod sa pagkurog. Sa ibabaw sa Figure 8, ang kasamtangan kalit nga motaas sa diha nga ang motor stall samtang, sa diha nga sa husto nga paagi gipaspasan, ang kasamtangan nga pagtaas sa walay discontinuities. Sa diha nga ang motor mohunong, ang pamaagi sa pagsugod mapakyas.
Pagdugang sa voltage/karon nga hugna mahimong ayuhon ang isyu.
Sa laing bahin, kung ang voltagAng e/current phase nga gihubit kay taas kaayo, tungod kay ang motor nagdagan nga dili epektibo sa open-loop, ang kasamtangan mahimong mosaka ug makaabot sa overcurrent. Ang motor kalit nga mihunong, ug usa ka overcurrent nga alarma ang gipakita sa Motor Pilot. Ang kinaiya sa kasamtangan gipakita sa Figure 9.
Pagkunhod sa voltage/karon nga hugna mahimong ayuhon ang isyu.
Sama sa lakang sa paglinya, ang target voltagAng e/current mahimong ipasadya sa panahon sa pagsugod sa Motor Pilot nga dili kinahanglan nga i-regenerate ang code. Dayon, kini mahimong ipatuman ngadto sa MC workbench nga proyekto sa diha nga ang tukma nga setting giila.
Pagbalhin-balhin
Ang katapusang lakang sa pamaagi sa pagsugod mao ang switch-over. Niini nga lakang, gipahimuslan sa algorithm ang gibati nga BEMF aron i-synchronize ang 6-step sequence sa posisyon sa rotor. Ang switch-over magsugod sa bahin nga gipakita sa parametro nga gibadlisan sa Figure 10. Ma-configurable kini sa sensor-less startup parameter section sa MC workbench.
Human sa usa ka balido nga BEMF zero-crossing detection signal (aron matuman kini nga kondisyon tan-awa ang Seksyon 2.1), ang algorithm mobalhin sa usa ka closed-loop nga operasyon. Ang switch-over nga lakang mahimong mapakyas tungod sa mosunod nga mga rason:
- Ang switch-over speed wala ma-configure sa husto
- Taas ra kaayo ang mga nakuha sa PI sa speed loop
- Ang mga sukaranan aron mahibal-an ang BEMF nga zero-crossing nga panghitabo wala gitakda sa husto
Ang katulin sa switch-over wala ma-configure sa husto
Ang katulin sa pagsugod sa switch-over kay sa default parehas sa inisyal nga target speed nga mahimong ma-configure sa drive setting section sa MC workbench. Ang tiggamit kinahanglan nga makaamgo nga, sa diha nga ang speed loop sirado, ang motor mao ang diha-diha dayon accelerated gikan sa switch-over speed ngadto sa target speed. Kung kining duha ka mga kantidad layo kaayo, ang usa ka overcurrent nga kapakyasan mahimong mahitabo.
Ang mga nakuha sa PI sa speed loop taas kaayo
Atol sa switch-over, ang algorithm mobalhin gikan sa pagpugos sa usa ka predefined sequence aron sukdon ang gikusgon ug kuwentahon ang output values sumala niana. Sa ingon, gibayran niini ang aktuwal nga katulin nga resulta sa pagpadali sa bukas nga loop. Kung ang mga nakuha sa PI labi ka taas, ang usa ka temporaryo nga pagkawalay kalig-on mahimong masinati, apan kini mahimong mosangpot sa overcurrent nga kapakyasan kung gipasobrahan.
Ang Figure 11 nagpakita ug example sa ingon nga pagkawalay kalig-on sa panahon sa pagbalhin gikan sa open-loop ngadto sa closed-loop nga operasyon.
Sayop nga BEMF thresholds
- Kung ang sayup nga mga sukaranan sa BEMF gitakda, ang zero-crossing mahibal-an bisan sa abante o ulahi. Kini naghagit sa duha ka nag-unang epekto:
- Ang mga waveform kay asymmetric ug ang kontrol dili epektibo nga mosangpot sa taas nga ripples sa torque (Figure 12)
- Ang speed loop nahimong dili lig-on pinaagi sa pagsulay sa pag-compensate sa mga ripples sa torque
- Ang tiggamit makasinati og dili lig-on nga kontrol sa tulin ug, sa pinakagrabe nga mga kaso, usa ka de-synchronization sa motor nga nagmaneho nga adunay kontrol nga mosangpot sa usa ka overcurrent nga panghitabo.
- Ang husto nga setting sa BEMF thresholds hinungdanon alang sa maayo nga paghimo sa algorithm. Ang mga threshold nagdepende usab sa bus voltage bili ug ang sensing network. Girekomenda nga i-refer ang Seksyon 2.1 aron masusi kung giunsa ang pag-align sa voltage nga lebel ngadto sa nominal nga usa nga gitakda sa MC workbench.
Closed-loop nga operasyon
Kung ang motor makompleto ang acceleration phase, ang BEMF zero-crossing makita. Ang rotor gi-synchronize sa 6-step sequence ug nakuha ang closed-loop nga operasyon. Bisan pa, mahimo’g himuon ang dugang nga pag-optimize sa parameter aron mapaayo ang mga pasundayag.
Pananglitan, sama sa gihulagway sa miaging Seksyon 3.1.3 ("Sayop nga BEMF thresholds"), ang speed loop, bisan kung nagtrabaho, mahimong makita nga dili lig-on ug ang BEMF threshold mahimong magkinahanglan og pipila ka pagpino.
Dugang pa, ang mga mosunud nga aspeto kinahanglan nga tagdon kung ang usa ka motor gihangyo nga molihok sa taas nga tulin o gimaneho nga adunay taas nga siklo sa katungdanan sa PWM:
Kadaghan sa PWM
- Ang speed loop PI naangkon
- Demagnetization blanking yugto sa yugto
- Paglangan tali sa zero-crossing ug step commutation
- Pagbalhin tali sa PWM OFF-time ug ON-time sensing
Kadaghan sa PWM
Ang sensor-less 6-step algorithm naghimo sa usa ka pagkuha sa BEMF matag PWM cycle. Aron tukma nga mahibal-an ang zero-crossing nga panghitabo, gikinahanglan ang igo nga gidaghanon sa mga pagkuha. Ingon sa usa ka lagda sa kumagko, alang sa husto nga operasyon, labing menos 10 ka pagkuha sa 60 ka mga electrical anggulo naghatag og maayo ug lig-on nga pag-synchronize sa rotor.
Busa
Ang speed loop PI naangkon
Ang mga nakuha sa speed loop PI makaapekto sa pagtubag sa motor sa bisan unsang sugo sa pagpatulin o paghinay. Ang usa ka teoretikal nga paghulagway kung giunsa ang paglihok sa usa ka PID regulator lapas sa sakup niini nga dokumento. Bisan pa, ang tiggamit kinahanglan nga nahibal-an nga ang mga nakuha sa speed loop regulator mahimong mabag-o sa runtime pinaagi sa Motor Pilot ug i-adjust kung gusto.
Demagnetization blanking yugto sa yugto
Ang demagnetization sa floating phase usa ka panahon human sa pagbag-o sa phase energization diin, tungod sa kasamtangan nga discharge (Figure 14), ang back EMF nga pagbasa dili kasaligan. Busa, ang algorithm kinahanglan nga ibaliwala ang signal sa wala pa kini molabay. Kini nga panahon gihubit sa MC workbench isip porsyentotage sa usa ka lakang (60 electrical degrees) ug mahimong mausab ang runtime pinaagi sa Motor Pilot sama sa gipakita sa Figure 15. Kon mas taas ang gikusgon sa motor, mas paspas ang panahon sa demagnetization. Ang demagnetization, pinaagi sa default, moabot sa usa ka ubos nga limitasyon nga gitakda sa tulo ka PWM cycles sa 2/3 sa maximum rated speed. Kung ang bahin sa inductance sa motor gamay ug wala magkinahanglan daghang oras sa pag-demagnetize, ang tiggamit mahimo’g makunhuran ang panahon sa pag-mask o ang katulin kung diin gitakda ang minimum nga panahon. Bisan pa, dili girekomenda nga ipaubos ang panahon sa pag-mask sa ubos sa 2 - 3 nga mga siklo sa PWM tungod kay ang kontrol mahimo’g adunay kalit nga pagkawalay kalig-on sa panahon sa pagbag-o sa lakang.
Ang paglangan tali sa BEMF zero-crossing ug pag-commutation sa lakang
Sa higayon nga ang BEMF zero-crossing nga panghitabo namatikdan, ang algorithm kasagarang maghulat 30 electrical degrees hangtud sa usa ka lakang nga pagkasunod-sunod commutation (Figure 16). Niining paagiha, ang zero-crossing gipahimutang sa tunga-tunga sa lakang aron ma-target ang labing taas nga kahusayan.
Tungod kay ang katukma sa zero-crossing detection nagdepende sa gidaghanon sa mga nakuha, busa sa PWM frequency (tan-awa ang Seksyon 3.2.1), ang katukma sa detection niini mahimong may kalabutan sa high speed. Naghimo kini og usa ka dayag nga asymmetricity sa mga waveform ug ang pagtuis sa kasamtangan (tan-awa ang Figure 17). Mahimo kini nga mabayran pinaagi sa pagkunhod sa paglangan tali sa zero-crossing detection ug pag-commutation sa lakang. Ang paglangan sa zero-crossing mahimong usbon sa user pinaagi sa Motor Pilot sama sa gipakita sa Figure 18.
Pagbalhin tali sa PWM OFF-time ug ON-time sensing
Samtang nagdugang ang katulin o ang load nga kasamtangan (nga sa ato pa, ang motor output torque), ang siklo sa katungdanan sa pagmaneho sa PWM nagdugang. Busa, ang panahon alang sa sampling sa BEMF sa panahon sa OFF-oras gipakunhod. Aron maabot ang 100% sa siklo sa katungdanan, ang pagkakabig sa ADC ma-trigger sa panahon sa ON-time sa PWM, sa ingon mobalhin gikan sa BEMF sensing atol sa PWM OFF-time ngadto sa PWM ON-time.
Ang usa ka sayop nga configuration sa BEMF thresholds sa panahon sa ON-time mosangpot sa samang mga isyu nga gihulagway sa Seksyon 3.1.3 (“Sayup nga BEMF thresholds”).
Sa kasagaran, ang BEMF ON-sensing thresholds gitakda sa katunga sa bus voltage (tan-awa ang Seksyon 2.1). Kinahanglang tagdon sa user nga ang aktuwal nga mga threshold nagdepende sa bus voltage bili ug sensing network. Sunda ang mga timailhan sa Seksyon 2.1 ug siguruha nga ipahiangay ang voltage lebel sa nominal nga usa nga gitakda sa MC workbench.
Ang mga kantidad sa thresholds ug PWM duty cycle diin ang algorithm swaps tali sa OFF ug ON-sensing kay runtime nga ma-configure pinaagi sa Motor Pilot (Figure 19) ug anaa sa Voltage mode driving lang.
Pag-troubleshoot
Unsa ang akong kinahanglan nga atimanon aron sa husto nga pag-spin sa usa ka motor nga adunay sensor nga wala’y 6-step algorithm? Ang pag-spin sa usa ka motor nga adunay usa ka sensor nga wala’y 6-step nga algorithm nagpasabut nga makahimo sa husto nga pag-ila sa signal sa BEMF, pagpadali sa motor, ug i-synchronize ang rotor sa control algorithm. Ang tukma nga pagsukod sa mga signal sa BEMF naa sa epektibo nga disenyo sa network sa pag-ila sa BEMF (tan-awa ang Seksyon 2.1). Ang target voltage (voltage mode driving) o kasamtangan (kasamtangan nga mode driving) atol sa startup sequence depende sa mga parameter sa motor. Ang kahulugan (ug sa katapusan ang gidugayon) sa voltage/kasamtangan nga hugna sa panahon sa paglinya, pagpatulin, ug switch-over nga mga lakang importante alang sa malampuson nga pamaagi (tan-awa ang Seksyon 3).
Sa katapusan, ang pag-synchronize sa rotor ug ang abilidad nga madugangan ang tulin nga motor hangtod sa rate nga tulin nagdepende sa pag-optimize sa PWM frequency, BEMF thresholds, demagnetization period ug paglangan tali sa zero-crossing detection ug step commutation, sama sa gihulagway sa Seksyon 3.2.
Unsa ang husto nga kantidad sa BEMF resistor divider?
Kinahanglan nga mahibal-an sa tiggamit nga ang usa ka sayup nga BEMF resistor divider nga kantidad mahimong makatangtang sa bisan unsang higayon nga husto ang pagmaneho sa motor. Para sa dugang nga mga detalye kon unsaon pagdesinyo sa BEMF sensing network, tan-awa ang Seksyon 2.1.
Unsaon nako pag-configure ang pamaagi sa pagsugod?
- Aron ma-optimize ang proseso sa pagsugod, girekomenda nga dugangan ang gidugayon sa matag lakang sa yugto sa pagbag-o sa pipila ka mga segundo. Posible nga masabtan kung ang motor sa husto nga pagpadali, o kung diin ang katulin / lakang sa pamaagi sa open-loop napakyas.
- Dili maayo nga paspasan ang usa ka high-inertia nga motor nga adunay taas kaayo nga ramp.
- Kung ang gi-configure nga voltage phase o kasamtangan nga phase ubos kaayo, ang motor stalls. Kung kini taas kaayo, ang overcurrent ma-trigger. Sa hinay-hinay nga pagdugang sa voltage hugna (voltage mode driving) o kasamtangan (kasamtangan nga mode driving) atol sa alignment ug acceleration nga mga lakang nagtugot sa user nga masabtan ang range sa pagtrabaho sa motor. Sa pagkatinuod, kini makatabang sa pagpangita sa labing maayo.
- Kung bahin sa pagbalhin sa usa ka closed-loop nga operasyon, ang mga nakuha sa PI kinahanglan nga mapakunhod sa una aron dili iapil nga ang pagkawala sa kontrol o pagkawalay kalig-on tungod sa tulin nga loop. Niini nga punto, ang pagsiguro nga ang BEMF sensing network husto nga gidisenyo (tan-awa ang Seksyon 2.1) ug ang BEMF signal nga nakuha sa husto hinungdanon. Mahimong ma-access sa user ang pagbasa sa BEMF, ug i-plot kini sa Motor Pilot (tan-awa ang Figure 20) pinaagi sa pagpili sa mga available nga register BEMF_U, BEMF_V ug BEMF_U sa ASYNC plot section sa tool. Sa higayon nga ang motor anaa sa Run state, ang speed loop controller gains mahimong ma-optimize. Para sa dugang nga mga detalye o pag-optimize sa parameter, tan-awa ang Seksyon 3 ug Seksyon 3.2.
Unsa ang akong buhaton kung ang motor dili molihok sa pagsugod?
- Sa pagsugod, usa ka linearly nga pagtaas sa voltage (voltage mode driving) o kasamtangan (kasamtangan nga mode driving) gihatag sa mga hugna sa motor. Ang katuyoan mao ang pagpahiangay niini sa usa ka nahibal-an ug gitakda nang daan nga posisyon. Kung ang voltage dili igo nga taas (ilabi na sa mga motor nga adunay taas nga inertia nga kanunay), ang motor dili molihok ug ang pamaagi mapakyas. Para sa dugang nga impormasyon bahin sa posible nga mga solusyon, tan-awa ang Seksyon 3.1.1.
Unsa ang akong mahimo kung ang motor dili makompleto ang acceleration phase?
Sama sa bahin sa pag-align, ang motor gipadali sa usa ka bukas nga loop pinaagi sa paggamit sa usa ka linearly nga pagtaas sa vol.tage (voltage mode driving) o kasamtangan (kasamtangan nga mode driving) ngadto sa mga hugna sa motor. Ang mga default nga kantidad wala magkonsiderar sa katapusan nga gigamit nga mekanikal nga karga, o ang mga kanunay nga motor dili tukma ug / o nahibal-an. Busa, ang pamaagi sa pagpatulin mahimong mapakyas sa usa ka stall sa motor o usa ka overcurrent nga panghitabo. Para sa dugang nga impormasyon bahin sa posible nga mga solusyon, tan-awa ang Seksyon 3.1.2.
Ngano nga dili mobalhin ang motor sa closed speed loop?
Kung ang motor sa husto nga pagpadali sa target nga tulin apan kini kalit nga mohunong, adunay usa ka butang nga sayup sa pagsulud sa threshold sa BEMF o ang nakuha sa PI controller. Tan-awa ang Seksyon 3.1.3 para sa dugang nga mga detalye.
Nganong dili stable ang speed loop?
Ang pagtaas sa kasaba sa pagsukod uban ang katulin gilauman tungod kay kung mas taas ang tulin, mas ubos ang gidaghanon sa BEMF samples alang sa zero-crossing detection ug, sa ingon, ang katukma sa kalkulasyon niini. Bisan pa, ang usa ka sobra nga pagkawalay kalig-on sa speed loop mahimo usab nga simtomas sa sayup nga threshold sa BEMF o mga kadaugan sa PI nga dili husto nga gi-configure, ingon gipasiugda sa Seksyon 3.1.3.
- Unsaon nako pagpataas sa pinakataas nga maabot nga tulin?
Ang pinakataas nga maabot nga tulin kasagarang limitado sa daghang mga hinungdan: PWM frequency, pagkawala sa pag-synchronize (tungod sa sobra nga demagnetization period o sayop nga paglangan tali sa zero-crossing detection ug step commutation), dili tukma nga BEMF thresholds. Para sa dugang nga mga detalye kon unsaon pag-optimize kini nga mga elemento, tan-awa ang Seksyon 3.2.1, Seksyon 3.2.3, Seksyon 3.2.4 ug Seksyon 3.2.5.
Ngano nga ang motor kalit nga mihunong sa usa ka tulin?
Kini lagmit tungod sa usa ka dili tukma nga PWM on-sensing BEMF threshold configuration. Tan-awa ang Seksyon 3.2.5 para sa dugang nga mga detalye.
Kasaysayan sa rebisyon
Talaan 2. Kasaysayan sa pagbag-o sa dokumento
| Petsa | Bersyon | Mga kausaban |
| 24-Nob-2023 | 1 | Inisyal nga pagpagawas. |
IMPORTANTE NGA PAHIBALO – BASAHA NGA MAAYO
Ang STMicroelectronics NV ug ang mga subsidiary niini ("ST") nagreserba sa katungod sa paghimo og mga pagbag-o, pagkorihir, pagpauswag, pagbag-o, ug pagpaayo sa mga produkto sa ST ug/o niini nga dokumento bisan unsang orasa nga wala’y pahibalo. Ang mga pumapalit kinahanglan nga makakuha sa pinakabag-o nga may kalabutan nga impormasyon sa mga produkto sa ST sa dili pa magbutang og mga order. Ang mga produkto sa ST gibaligya subay sa mga termino ug kondisyon sa pagbaligya sa ST sa panahon sa pag-ila sa order.
Ang mga pumapalit mao ray responsable sa pagpili, pagpili, ug paggamit sa mga produkto sa ST ug walay tulubagon ang ST alang sa tabang sa aplikasyon o sa disenyo sa mga produkto sa mga pumapalit.
Walay lisensya, gipahayag o gipasabot, sa bisan unsang katungod sa intelektwal nga kabtangan ang gihatag sa ST dinhi.
Ang mga pumapalit mao ray responsable sa pagpili, pagpili, ug paggamit sa mga produkto sa ST ug walay tulubagon ang ST alang sa tabang sa aplikasyon o sa disenyo sa mga produkto sa mga pumapalit.
Walay lisensya, gipahayag o gipasabot, sa bisan unsang katungod sa intelektwal nga kabtangan ang gihatag sa ST dinhi.
Ang pagbaligya pag-usab sa mga produkto sa ST nga adunay mga probisyon nga lahi sa impormasyon nga gilatid dinhi magwagtang sa bisan unsang warranty nga gihatag sa ST alang sa maong produkto.
Ang ST ug ang ST logo kay mga marka sa ST. Para sa dugang nga impormasyon bahin sa ST trademarks, tan-awa ang www.st.com/trademarks. Ang tanan nga ubang mga ngalan sa produkto o serbisyo gipanag-iya sa ilang tag-iya.
Ang impormasyon niini nga dokumento mopuli ug mopuli sa impormasyon nga gihatag kaniadto sa bisan unsang naunang bersyon niini nga dokumento.
© 2023 STMicroelectronics – Tanang katungod gigahin
Ang ST ug ang ST logo kay mga marka sa ST. Para sa dugang nga impormasyon bahin sa ST trademarks, tan-awa ang www.st.com/trademarks. Ang tanan nga ubang mga ngalan sa produkto o serbisyo gipanag-iya sa ilang tag-iya.
Ang impormasyon niini nga dokumento mopuli ug mopuli sa impormasyon nga gihatag kaniadto sa bisan unsang naunang bersyon niini nga dokumento.
© 2023 STMicroelectronics – Tanang katungod gigahin
Mga Dokumento / Mga Kapanguhaan
 |
STMicroelectronics STM32 Motor Control SDK 6 Lakang Firmware Sensor Gamay Parameter [pdf] Manwal sa Gumagamit STM32 Motor Control SDK 6 Lakang Firmware Sensor Gamay Parameter, Motor Control SDK 6 Lakang Firmware Sensor Gamay Parameter, Lakang Firmware Sensor Gamay Parameter, Firmware Sensor Gamay Parameter, Sensor Gamay Parameter, Gamay nga Parameter, Parameter |
