Logo STMicroelectronics

STM32 Motor Control SDK 6-krokový firmware Sensor Mens Parameter

STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Les-Parameter-product
Specifikace
  • Název produktu: SDK pro řízení motoru STM32 – 6-kroková optimalizace parametrů firmwaru bez senzoru
  • Číslo modelu: UM3259
  • Revize: Rev 1 – Listopad 2023
  • Výrobce: STMicroelectronics
  • Webmísto: www.st.com

Nadview

Produkt je určen pro aplikace řízení motorů, kde je třeba určit polohu rotoru bez použití senzorů. Firmware optimalizuje parametry pro bezsenzorový provoz a umožňuje synchronizaci krokové komutace s polohou rotoru.
Detekce BEMF Zero-Crossing:
Tvar vlny zpětné elektromotorické síly (BEMF) se mění s polohou a rychlostí rotoru. Pro detekci překročení nuly jsou k dispozici dvě strategie:
Zpětné snímání EMF během PWM OFF-time: Získání plovoucí fáze objtage pomocí ADC, když neteče žádný proud, identifikace průchodu nulou na základě prahové hodnoty.
Zpětné snímání EMF během PWM ON-time: Center=objtage dosahuje poloviny obj. autobusutage, identifikace průchodu nulou na základě prahové hodnoty (VS / 2).
SDK pro řízení motoru STM32 – 6-kroková optimalizace parametrů firmwaru bez senzoru

Zavedení

Tento dokument popisuje, jak optimalizovat konfigurační parametry pro 6krokový algoritmus bez senzoru. Cílem je získat hladký a rychlý postup spouštění, ale také stabilní chování v uzavřené smyčce. Kromě toho dokument také vysvětluje, jak dosáhnout správného přepnutí mezi detekcí zpětného EMF průchodu nulou během doby vypnutí PWM a době zapnutí PWM při roztočení motoru vysokou rychlostí s obj.tage technika jízdního režimu. Další podrobnosti o 6-krokovém algoritmu firmwaru a svtage/aktuální technika jízdy, viz související uživatelská příručka, která je součástí balíčku dokumentace X-CUBE-MCSDK.

Zkratky a zkratky

Akronym Popis
MCSDK Vývojová sada softwaru pro řízení motoru (X-CUBE-MCSDK)
HW Železářské zboží
IDE Integrované vývojové prostředí
MCU Jednotka mikrokontroléru
GPIO Univerzální vstup/výstup
ADC Analogově-digitální převodník
VM svtagrežim e
SL Bez senzoru
BEMF Zpětná elektromotorická síla
FW Firmware
ZC Přechod nulou
GUI Grafické uživatelské rozhraní
MC Ovládání motoru
OCP Nadproudová ochrana
PID Proporcionální-integrální-derivace (řadič)
SDK Sada pro vývoj softwaru
UI Uživatelské rozhraní
MC pracovní stůl Nástroj pro ovládání motoru, součást MCSDK
Motorový pilot Nástroj pro pilotování motoru, součást MCSDK

Nadview

V 6-krokovém bezsenzorovém jízdním režimu firmware využívá zadní elektromotorickou sílu (BEMF) snímanou v plovoucí fázi. Poloha rotoru se získá detekcí nulového průchodu BEMF. To se běžně provádí pomocí ADC, jak je znázorněno na obrázku 1. Zejména, když magnetické pole rotoru protíná fázi vysokého Z, odpovídající BEMF obj.tage mění své znaménko (průchod nulou). BEMF svtage lze škálovat na vstupu ADC, díky odporové síti, která rozděluje objtage pocházející z fáze motoru.
Protože je však signál BEMF úměrný rychlosti, nelze polohu rotoru určit při spuštění nebo při velmi nízké rychlosti. Proto musí být motor zrychlován v otevřené smyčce, dokud není dosaženo dostatečného objemu BEMFtage je dosaženo. To BEMF svtage umožňuje synchronizaci krokové komutace s polohou rotoru.
V následujících odstavcích je popsán postup spouštění a provoz v uzavřené smyčce spolu s parametry pro jejich vyladění.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (2)
Detekce BEMF nulového přechodu
Tvar vlny EMF bezkomutátorového motoru se mění spolu s polohou rotoru a rychlostí a má lichoběžníkový tvar. Obrázek 2 ukazuje průběh proudu a zpětného EMF za jednu elektrickou periodu, kde plná čára označuje proud (vlnění se pro jednoduchost ignoruje), přerušovaná čára představuje zadní elektromotorickou sílu a vodorovná souřadnice představuje elektrický proud. perspektiva otáčení motoru.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (3)
Střed každých dvou bodů přepínání fází odpovídá jednomu bodu, jehož polarita zadní elektromotorické síly je změněna: nulovému bodu. Jakmile je identifikován bod průchodu nulou, nastaví se moment sepnutí fáze po elektrickém zpoždění 30°. Chcete-li detekovat překročení BEMF nulou, střední kohoutek objtage musí být známo. Střední odbočka se rovná bodu, kde jsou tři fáze motoru spojeny dohromady. Některé motory umožňují středový kohout. V ostatních případech lze rekonstruovat prostřednictvím zvtage fáze. Algoritmus o 6 krocích, který je zde popsán, vyžaduje pokroktage přítomnosti snímací sítě BEMF připojené k fázím motoru, která umožňuje vypočítat středový odbočný objemtage.
  • Pro identifikaci nulového bodu jsou k dispozici dvě různé strategie
  • Zpětné snímání EMF během doby vypnutí PWM
  • Zpětné snímání EMF během doby zapnutí PWM (aktuálně podporováno ve svtagpouze režim e)
Během PWM OFF-time, plovoucí fáze objtage získává ADC. Protože v plovoucí fázi neteče žádný proud a další dva jsou spojeny se zemí, když BEMF překročí nulu v plovoucí fázi, má stejnou a opačnou polaritu na ostatních fázích: střední odbočka obj.tage je tedy nula. Proto je nulový bod identifikován, když konverze ADC stoupne nad nebo klesne pod definovanou prahovou hodnotu.
Na druhou stranu, během PWM ON-time je jedna fáze připojena ke sběrnici objtage a další k zemi (obrázek 3). V tomto stavu je středový kohout objtage dosáhne poloviny autobusu objtage hodnota, když je BEMF v plovoucí fázi nula. Stejně jako dříve je bod překročení nuly identifikován, když konverze ADC stoupne nad (nebo klesne pod) definovanou prahovou hodnotu. Ten odpovídá VS / 2.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (4)
Návrh snímací sítě BEMF
Na obrázku 4 je znázorněna běžně používaná síť pro snímání BEMF. Jeho účelem je rozdělit fázi motoru objtage být řádně získán ADC. Hodnoty R2 a R1 je třeba volit podle objemu sběrnicetage úroveň. Uživatel si musí být vědom toho, že implementace poměru R1 / (R2 + R1) mnohem nižšího, než je potřeba, může mít za následek příliš nízký signál BEMF a řízení není dostatečně robustní.
Na druhou stranu by poměr vyšší, než je potřeba, vedl k častému zapínání/vypínání ochranných diod D1, jejichž obnovovací proud může způsobit šum. Doporučená hodnota je:
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (5)
Je třeba se vyhnout velmi nízkým hodnotám pro R1 a R2, aby se omezil proud odebíraný z fáze motoru.
R1 je někdy připojen k GPIO místo GND. Umožňuje povolit nebo zakázat provoz sítě.
V 6-krokovém firmwaru je GPIO vždy ve stavu reset a síť je povolena. Případnou přítomnost D3 je však třeba vzít v úvahu při nastavování prahů BEMF pro snímání během doby zapnutí PWM: obvykle přidává 0.5÷0.7 V k ideálnímu prahu.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (6)
C1 je pro účely filtrování a nesmí omezovat šířku pásma signálu ve frekvenčním rozsahu PWM.
D4 a R3 jsou pro rychlé vybití uzlu BEMF_SENSING_ADC během PWM komutací, zejména ve vysokých obj.tage desky.
Diody D1 a D2 jsou volitelné a musí být přidány pouze v případě rizika porušení maximálních jmenovitých hodnot kanálu ADC pro snímání BEMF.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (7)
Optimalizace parametrů řídicího algoritmu
Postup spouštění
Postup spouštění se obvykle skládá ze sekvence tří sekundtages:
  1. Zarovnání. Rotor je vyrovnán v předem určené poloze.
  2. Zrychlení v otevřené smyčce. VoltagImpulzy jsou aplikovány v předem určeném pořadí, aby vytvořily magnetické pole, které způsobí, že se rotor začne otáčet. Rychlost sekvence se progresivně zvyšuje, aby rotor mohl dosáhnout určité rychlosti.
  3.  Přepnout. Jakmile rotor dosáhne určité rychlosti, algoritmus se přepne na 6-krokovou řídicí sekvenci s uzavřenou smyčkou, aby byla zachována kontrola rychlosti a směru motoru.
Jak je znázorněno na obrázku 5, uživatel může upravit spouštěcí parametry na pracovním stole MC před vygenerováním kódu. K dispozici jsou dva různé jízdní režimy:
  • svtage režim. Algoritmus řídí rychlost změnou pracovního cyklu PWM aplikovaného na fáze motoru: cílová Phase Voltage je definováno pro každý segment startovacího profesionálafile
  • Aktuální režim. Algoritmus řídí rychlost změnou proudu, který teče ve fázích motoru: pro každý segment startovacího profesionála je definován cílový proudfile
Obrázek 5. Parametry spouštění na pracovní ploše MC
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (8)
Zarovnání
Na obrázku 5 fáze 1 vždy odpovídá kroku zarovnání. Rotor je vyrovnán do polohy 6 kroků nejblíže k „počátečnímu elektrickému úhlu“.
Je důležité poznamenat, že ve výchozím nastavení je doba trvání fáze 1 200 ms. Během tohoto kroku se pracovní cyklus lineárně zvyšuje, aby se dosáhlo cílové fáze Voltage (Fázový proud, pokud je zvolen aktuální jízdní režim). Avšak u objemných motorů nebo v případě velké setrvačnosti je doporučená doba trvání nebo dokonce cílová fáze Voltage/Proud nemusí být dostatečný ke správnému spuštění rotace.
Na obrázku 6 je poskytnuto srovnání mezi špatným a správným vyrovnáním.
Pokud cílová hodnota nebo trvání fáze 1 nestačí k tomu, aby se rotor dostal do výchozí polohy, uživatel může vidět, jak motor vibruje, aniž by se začal otáčet. Mezitím se zvyšuje absorpce proudu. Během první fáze spouštění se proud zvyšuje, ale točivý moment nestačí k překonání setrvačnosti motoru. V horní části obrázku 6 (A) může uživatel vidět zvyšující se proud. Neexistuje však žádný důkaz o BEMF: motor se pak zastaví. Jakmile je zahájen krok akcelerace, nejistá poloha rotoru brání algoritmu v dokončení spouštěcí procedury a spuštění motoru.
Zvýšení objtage/fáze proudu během fáze 1 může problém vyřešit.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (9)
Ve svtage mód, cíl voltage během spouštění lze přizpůsobit pomocí Motor Pilotu bez nutnosti regenerace kódu. V Motor Pilotu, v sekci otáček, stejný profesionál zrychlenífile z obrázku 1 (viz obrázek 7). Všimněte si, že zde svtagFáze může být zobrazena jako pulz nastavený v registru časovače (jednotka S16A), nebo jako odpovídající výstupnímu obj.tage (jednotka Vrms).
Jakmile uživatel najde správné hodnoty, které nejlépe vyhovují motoru, mohou být tyto hodnoty implementovány do projektu pracovního stolu MC. Umožňuje regeneraci kódu pro použití výchozí hodnoty. Níže uvedený vzorec vysvětluje korelaci mezi objtage fáze v jednotkách Vrms a S16A.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (10)
V aktuálním režimu v GUI Motor Pilot je cílový proud zobrazen pouze v S16A. Jeho konverze v ampzávisí na hodnotě bočníku a ampzesílení použité v obvodech omezovače proudu.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (11)
Zrychlení v otevřené smyčce
Na obrázku 5 odpovídá fáze 2 fázi zrychlení. Sekvence 6 kroků se používá ke zrychlení motoru v otevřené smyčce, takže poloha rotoru není synchronizována se sekvencí v 6 krocích. Fáze proudu jsou pak vyšší než optimální a točivý moment je nižší.
Na pracovním stole MC (obrázek 5) může uživatel definovat jeden nebo více segmentů zrychlení. Zejména u objemného motoru se doporučuje zrychlovat jej pomalejším ramp překonat setrvačnost před provedením strmějšího ramp. Během každého segmentu se pracovní cyklus lineárně zvyšuje, aby se dosáhlo konečného cíle objtage/aktuální fáze tohoto segmentu. Vynucuje si tedy komutaci fází při odpovídající rychlosti uvedené ve stejné konfigurační tabulce.
Na obrázku 8 je srovnání mezi zrychlením s objtagFáze (A) je příliš nízká a je k dispozici správná fáze (B).
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (12)
Pokud cíl zvtage/proud jedné fáze nebo jeho trvání nestačí k tomu, aby motor dosáhl odpovídající rychlosti, uživatel vidí, že se motor přestane otáčet a začne vibrovat. V horní části obrázku 8 se proud náhle zvýší, když se motor zastaví, zatímco při správném zrychlení se proud zvýší bez přerušení. Jakmile se motor zastaví, spouštění se nezdaří.
Zvýšení objtage/aktuální fáze může problém vyřešit.
Na druhou stranu, pokud zvtagDefinovaná fáze e/proud je příliš vysoká, protože motor běží v otevřené smyčce neefektivně, proud může stoupnout a dosáhnout nadproudu. Motor se náhle zastaví a Motor Pilot zobrazí alarm nadproudu. Chování proudu je znázorněno na obrázku 9.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (13)
Snížení objtage/aktuální fáze může problém vyřešit.
Stejně jako krok zarovnání, cílový objemtage/current lze upravit během spouštění pomocí Motor Pilot bez nutnosti regenerace kódu. Poté jej lze implementovat do projektu pracovního stolu MC, když je identifikováno správné nastavení.
Přepnout
Posledním krokem spouštění je přepnutí. Během tohoto kroku algoritmus využívá snímané BEMF k synchronizaci 6-krokové sekvence s polohou rotoru. Přepínání začíná v segmentu uvedeném v parametru podtrženém na obrázku 10. Lze jej konfigurovat v sekci parametrů bezsenzorového spouštění na pracovním stole MC.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (14)
Po platném signálu detekce průchodu nulou BEMF (pro splnění této podmínky viz část 2.1) se algoritmus přepne do režimu uzavřené smyčky. Krok přepnutí může selhat z následujících důvodů:
  • Rychlost přepínání není správně nakonfigurována
  • Zesílení PI rychlostní smyčky je příliš vysoké
  • Mezní hodnoty pro detekci události BEMF překročení nuly nejsou správně nastaveny
Rychlost přepínání není správně nakonfigurována
Rychlost, při které se spouští přepínání, je standardně stejná jako počáteční cílová rychlost, kterou lze nakonfigurovat v sekci nastavení pohonu na pracovním stole MC. Uživatel si musí být vědom toho, že jakmile je rychlostní smyčka uzavřena, motor se okamžitě zrychlí z přepínací rychlosti na cílovou rychlost. Pokud jsou tyto dvě hodnoty velmi vzdálené, může dojít k nadproudové poruše.
Příliš vysoké zisky PI rychlostní smyčky
Během přepínání algoritmus přejde z vynucení předem definované sekvence k měření rychlosti a odpovídajícímu výpočtu výstupních hodnot. Tím kompenzuje skutečnou rychlost, která je výsledkem zrychlení v otevřené smyčce. Pokud jsou zisky PI příliš vysoké, může dojít k dočasné nestabilitě, která však může vést k nadproudovému selhání, pokud je přehnaná.
Obrázek 11 ukazuje a example takové nestability během přechodu z provozu s otevřenou smyčkou na provoz s uzavřenou smyčkou.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (15)
Nesprávné prahové hodnoty BEMF
  • Pokud jsou nastaveny nesprávné prahové hodnoty BEMF, je překročení nuly detekováno buď předem, nebo pozdě. To vyvolává dva hlavní efekty:
  • Průběhy jsou asymetrické a řízení je neúčinné, což vede k velkému zvlnění točivého momentu (obrázek 12)
  • Rychlostní smyčka se stává nestabilní tím, že se snaží kompenzovat vlnění točivého momentu
  • Uživatel by pociťoval nestabilní regulaci otáček a v nejhorších případech desynchronizaci pohonu motoru s řízením, což by vedlo k nadproudové události.
  • Správné nastavení prahů BEMF je klíčové pro dobrý výkon algoritmu. Prahové hodnoty závisí také na sběrnici objtage hodnotu a snímací síť. Doporučuje se nahlédnout do části 2.1 a zkontrolovat, jak zarovnat objemtage úrovně na nominální hodnotu nastavenou na pracovním stole MC.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (16)
Provoz v uzavřené smyčce
Pokud motor dokončí fázi zrychlení, je detekován přechod nulou BEMF. Rotor je synchronizován s 6-krokovou sekvencí a je dosažen provoz v uzavřené smyčce. Pro zlepšení výkonu však lze provést další optimalizaci parametrů.
Například, jak je popsáno v předchozí části 3.1.3 („Chybné prahové hodnoty BEMF“), rychlostní smyčka, i když funguje, se může jevit jako nestabilní a prahové hodnoty BEMF mohou vyžadovat určité upřesnění.
Kromě toho je třeba vzít v úvahu následující aspekty, pokud se požaduje, aby motor pracoval při vysokých otáčkách nebo byl poháněn s vysokým pracovním cyklem PWM:
Frekvence PWM
  • Rychlostní smyčka PI zisky
  • Fáze zatemňovací periody demagnetizace
  • Zpoždění mezi přechodem nulou a skokovou komutací
  • Přepínání mezi snímáním PWM OFF-time a ON-time
Frekvence PWM
Bezsenzorový 6-krokový algoritmus provádí získávání BEMF každý cyklus PWM. Pro správnou detekci překročení nuly je zapotřebí dostatečný počet akvizic. Obecně platí, že pro správnou funkci alespoň 10 akvizic přes 60 elektrických úhlů zajišťuje dobrou a stabilní synchronizaci rotoru.
Proto
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (17)
Rychlostní smyčka PI zisky
Zesílení PI rychlostní smyčky ovlivňuje odezvu motoru na jakýkoli příkaz zrychlení nebo zpomalení. Teoretický popis fungování PID regulátoru je nad rámec tohoto dokumentu. Uživatel si však musí být vědom toho, že zesílení regulátoru rychlostní smyčky lze za běhu změnit pomocí Motor Pilot a upravit podle potřeby.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (18)
Fáze zatemňovací periody demagnetizace
Demagnetizace plovoucí fáze je období po změně buzení fáze, během kterého v důsledku proudového výboje (obrázek 14) není zpětná hodnota EMF spolehlivá. Algoritmus proto musí ignorovat signál před jeho uplynutím. Toto období je definováno v pracovním stole MC jako procentotage kroku (60 elektrických stupňů) a dobu chodu lze změnit pomocí Motor Pilot, jak je znázorněno na obrázku 15. Čím vyšší jsou otáčky motoru, tím rychlejší je doba demagnetizace. Demagnetizace standardně dosahuje spodního limitu nastaveného na tři cykly PWM při 2/3 maximálních jmenovitých otáček. Pokud je indukční fáze motoru nízká a nevyžaduje mnoho času k demagnetizaci, může uživatel zkrátit dobu maskování nebo rychlost, na kterou je nastavena minimální perioda. Nedoporučuje se však snižovat dobu maskování pod 2 – 3 cykly PWM, protože ovládání může způsobit náhlou nestabilitu během skokové komutace.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (19)
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (20)
Zpoždění mezi překročením nuly BEMF a skokovou komutací
Jakmile je detekován BEMF nulový přechod, algoritmus normálně čeká 30 elektrických stupňů, než dojde ke komutaci krokové sekvence (obrázek 16). Tímto způsobem je přechod nulou umístěn ve středu kroku, aby se dosáhlo maximální účinnosti.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (21)
Protože přesnost detekce průchodu nulou závisí na počtu akvizic, tedy na frekvenci PWM (viz kapitola 3.2.1), přesnost její detekce může být důležitá při vysoké rychlosti. Potom generuje evidentní nesouměrnost křivek a zkreslení proudu (viz obrázek 17). To lze kompenzovat snížením zpoždění mezi detekcí průchodu nulou a skokovou komutací. Zpoždění při překročení nuly může uživatel změnit pomocí Motor Pilot, jak je znázorněno na obrázku 18.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (22)
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (23)
Přepínání mezi snímáním PWM OFF-time a ON-time
Při zvyšování rychlosti nebo zatěžovacího proudu (to jest výstupní moment motoru) se zvyšuje pracovní cyklus PWM řízení. Nastal tedy čas pro sampBEMF během doby vypnutí se sníží. Pro dosažení 100 % pracovního cyklu se konverze ADC spouští během doby zapnutí PWM, čímž se přepne ze snímání BEMF během doby vypnutí PWM na dobu zapnutí PWM.
Nesprávná konfigurace prahových hodnot BEMF během doby zapnutí vede ke stejným problémům popsaným v části 3.1.3 („Chybné prahové hodnoty BEMF“).
Ve výchozím nastavení jsou prahy snímání BEMF ON nastaveny na polovinu objemu sběrnicetage (viz část 2.1). Uživatel musí vzít v úvahu, že skutečné prahové hodnoty závisí na objemu sběrnicetaghodnotová a snímací síť. Postupujte podle pokynů v části 2.1 a ujistěte se, že jste vyrovnali objemtage úroveň na nominální úroveň nastavenou na pracovním stole MC.
Hodnoty prahových hodnot a pracovního cyklu PWM, při kterých algoritmus přepíná mezi snímáním VYPNUTO a ZAPNUTO, jsou za běhu konfigurovatelné pomocí Motor Pilot (obrázek 19) a jsou dostupné ve sv.tagpouze jízda v režimu e.
STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (24)

Odstraňování problémů

O co se musím postarat, abych správně roztočil motor s bezsenzorovým 6-krokovým algoritmem? Roztočení motoru s bezsenzorovým 6-krokovým algoritmem znamená, že jsem schopen správně detekovat signál BEMF, zrychlit motor a synchronizovat rotor s řídicím algoritmem. Správné měření signálů BEMF spočívá v efektivním návrhu sítě snímání BEMF (viz část 2.1). Cíl svtage (svtage režim řízení) nebo proud (proudový režim řízení) během spouštěcí sekvence závisí na parametrech motoru. Definice (a případně trvání) objtage/fáze proudu během kroků vyrovnání, zrychlení a přepnutí jsou zásadní pro úspěšný postup (viz část 3).
Nakonec synchronizace rotoru a schopnost zvýšit otáčky motoru až na jmenovité otáčky závisí na optimalizaci frekvence PWM, prahových hodnot BEMF, periody demagnetizace a zpoždění mezi detekcí průchodu nulou a skokovou komutací, jak je popsáno v Oddíl 3.2.
Jaká je správná hodnota odporového děliče BEMF?
Uživatel si musí být vědom toho, že nesprávná hodnota děliče odporu BEMF může zrušit jakoukoli šanci na správné řízení motoru. Další podrobnosti o tom, jak navrhnout síť snímání BEMF, naleznete v části 2.1.
Jak nakonfiguruji postup spouštění?
  • Pro optimalizaci procesu spouštění se doporučuje prodloužit dobu trvání každého kroku fáze rozběhu na několik sekund. Pak je možné pochopit, zda motor správně zrychluje nebo při jaké rychlosti/kroku procedury s otevřenou smyčkou selže.
  • Motor s velkou setrvačností není vhodné zrychlovat příliš strmým ramp.
  • Pokud je nakonfigurovaný objtagFáze nebo proudová fáze je příliš nízká, motor se zastaví. Pokud je příliš vysoký, spustí se nadproud. Postupným zvyšováním objtage fáze (objtage režim řízení) nebo proud (proudový režim řízení) během kroků vyrovnání a akcelerace umožňuje uživateli porozumět rozsahu činnosti motoru. Ve skutečnosti to pomáhá najít optimum.
  • Pokud jde o přepnutí na provoz s uzavřenou smyčkou, musí se nejprve snížit zisky PI, aby se vyloučilo, že ztráta kontroly nebo nestabilita je způsobena rychlostní smyčkou. V tomto okamžiku je zásadní se ujistit, že síť snímání BEMF je správně navržena (viz část 2.1) a že signál BEMF je správně zachycen. Uživatel může přistupovat ke čtení BEMF a vykreslovat jej v Motor Pilotu (viz Obrázek 20) ​​výběrem dostupných registrů BEMF_U, BEMF_V a BEMF_U v části ASYNC plot nástroje. Jakmile je motor ve stavu Run, lze optimalizovat zisky regulátoru rychlostní smyčky. Další podrobnosti nebo optimalizaci parametrů viz Část 3 a Část 3.2.
    STMicroelectronics-STM32-Motor-Control-SDK-6-Step-Firmware-Sensor-Less-Parameter- (1)
 Co mohu dělat, když se motor při spuštění nepohybuje?
  • Při startu lineárně rostoucí objtage (svtagDo fází motoru je přiváděn proudový režim řízení) nebo proud (proudový režim řízení). Cílem je zarovnat jej do známé a předem definované polohy. Pokud zvtage není dostatečně vysoké (zejména u motorů s vysokou konstantou setrvačnosti), motor se nepohybuje a postup selže. Další informace o možných řešeních naleznete v části 3.1.1.

Co mohu dělat, když motor nedokončí fázi zrychlení?
Stejně jako ve fázi vyrovnání se motor zrychluje v otevřené smyčce aplikací lineárně rostoucího objemutage (svtage režim řízení) nebo proud (proudový režim řízení) k fázím motoru. Výchozí hodnoty neberou v úvahu případné aplikované mechanické zatížení nebo konstanty motoru nejsou přesné a/nebo známé. Proces zrychlení proto může selhat při zastavení motoru nebo nadproudu. Další informace o možných řešeních naleznete v části 3.1.2.

Proč se motor nepřepne do uzavřené rychlostní smyčky?
Pokud motor správně zrychluje na cílové otáčky, ale náhle se zastaví, může být něco v konfiguraci prahu BEMF nebo PI regulátor zesiluje. Další podrobnosti naleznete v části 3.1.3.

Proč rychlostní smyčka vypadá nestabilně?
Očekává se zvýšení hluku měření s rychlostí, protože čím vyšší je rychlost, tím nižší je počet BEMFamples pro detekci průchodu nulou a následně i přesnost jejího výpočtu. Nadměrná nestabilita rychlostní smyčky však může být také příznakem nesprávného prahu BEMF nebo zesílení PI, které není správně nakonfigurováno, jak je zvýrazněno v části 3.1.3.

  • Jak mohu zvýšit maximální dosažitelnou rychlost?

Maximální dosažitelná rychlost je obvykle omezena několika faktory: frekvencí PWM, ztrátou synchronizace (kvůli příliš dlouhé době demagnetizace nebo nesprávné prodlevě mezi detekcí průchodu nulou a skokovou komutací), nepřesnými prahovými hodnotami BEMF. Další podrobnosti o optimalizaci těchto prvků naleznete v částech 3.2.1, 3.2.3, 3.2.4 a 3.2.5.

Proč se motor náhle zastaví při určité rychlosti?
Je to pravděpodobně způsobeno nepřesnou konfigurací prahu BEMF při snímání PWM. Další podrobnosti naleznete v části 3.2.5.

Historie revizí
Tabulka 2. Historie revizí dokumentu
Datum Verze Změny
24-listopad-2023 1 Počáteční vydání.

DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ – ČTĚTE POZORNĚ

STMicroelectronics NV a její dceřiné společnosti (“ST”) si vyhrazují právo provádět změny, opravy, vylepšení, úpravy a vylepšení produktů ST a/nebo tohoto dokumentu kdykoli bez upozornění. Kupující by měli před zadáním objednávky získat nejnovější relevantní informace o produktech ST. Produkty ST jsou prodávány v souladu s prodejními podmínkami ST platnými v době potvrzení objednávky.
Kupující jsou výhradně odpovědní za výběr, výběr a použití produktů ST a ST nepřebírá žádnou odpovědnost za pomoc s aplikací nebo design produktů kupujících.
Společnost ST zde neuděluje žádnou výslovnou ani předpokládanou licenci k právu duševního vlastnictví.
Další prodej produktů ST s ustanoveními odlišnými od informací uvedených v tomto dokumentu ruší jakoukoli záruku poskytnutou společností ST na takový produkt.
ST a logo ST jsou ochranné známky společnosti ST. Další informace o ochranných známkách ST viz www.st.com/trademarks. Všechny ostatní názvy produktů nebo služeb jsou majetkem jejich příslušných vlastníků.
Informace v tomto dokumentu nahrazují a nahrazují informace dříve uvedené v předchozích verzích tohoto dokumentu.
© 2023 STMicroelectronics – Všechna práva vyhrazena

Dokumenty / zdroje

STMicroelectronics STM32 Motor Control SDK 6-krokový firmware snímače bez parametrů [pdfUživatelská příručka
STM32 Motor Control SDK 6krokový firmware senzoru bez parametru, Motor Control SDK 6krokový firmware senzoru bez parametru, krokový firmware senzoru bez parametru, firmwarový senzor bez parametru, se senzorem bez parametru, s menším parametrem, parametr

Reference

Zanechte komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Povinná pole jsou označena *