STM32 Motor Control SDK 6 քայլ որոնվածի ցուցիչի պակաս պարամետր
Տեխնիկական պայմաններ
- Ապրանքի անվանումը՝ STM32 շարժիչի կառավարման SDK – 6-քայլ որոնվածը առանց սենսորային պարամետրերի օպտիմալացում
- Մոդելի համարը՝ UM3259
- Վերանայում՝ Rev 1 – Նոյեմբեր 2023
- Արտադրող՝ STMicroelectronics
- Webկայքը: www.st.com
Ավարտվել էview
Արտադրանքը նախատեսված է շարժիչի կառավարման այնպիսի ծրագրերի համար, որտեղ ռոտորի դիրքը պետք է որոշվի առանց սենսորների օգտագործման: Որոնվածը օպտիմիզացնում է պարամետրերը առանց սենսորային աշխատանքի համար՝ հնարավորություն տալով համաժամացնել աստիճանի փոխարկումը ռոտորի դիրքի հետ:
BEMF Zero-Crossing Detection:
Հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժի (BEMF) ալիքի ձևը փոխվում է ռոտորի դիրքի և արագության հետ: Զրոյական հատման հայտնաբերման երկու ռազմավարություն կա.
Հետևի EMF-ի հայտնաբերում PWM-ի անջատման ժամանակ. ձեռք բերել լողացող փուլ voltage ADC-ով, երբ հոսանք չի հոսում, սահմանելով զրոյական հատումը՝ ելնելով շեմից:
Հետևի EMF-ի հայտնաբերում PWM-ի միացման ժամանակ. Կենտրոն=հպեք voltage հասնում է ավտոբուսի ծավալի կեսինtage, նույնականացնելով զրոյական հատումը՝ հիմնվելով շեմի վրա (VS / 2):
STM32 շարժիչի կառավարման SDK – 6-քայլ որոնվածը առանց սենսորների պարամետրերի օպտիմալացում
Ներածություն
Այս փաստաթուղթը նկարագրում է, թե ինչպես կարելի է օպտիմալացնել կազմաձևման պարամետրերը 6 քայլից բաղկացած, առանց սենսորների ալգորիթմի համար: Նպատակն է ստանալ սահուն և արագ գործարկման ընթացակարգ, բայց նաև կայուն փակ վարքագիծ: Բացի այդ, փաստաթուղթը նաև բացատրում է, թե ինչպես կարելի է ճիշտ անջատել հետևի EMF զրոյական հատման հայտնաբերման միջև PWM OFF-ի և PWM ON-ի ժամանակ, երբ շարժիչը բարձր արագությամբ պտտվում է ձայնի ուժգնությամբ:tagվարելու ռեժիմի տեխնիկա. 6-քայլ որոնվածի ալգորիթմի և հատtagԷլեկտրոնային/ընթացիկ վարման տեխնիկան, տեսեք համապատասխան օգտագործողի ձեռնարկը, որը ներառված է X-CUBE-MCSDK փաստաթղթերի փաթեթում:
Հապավումներ և հապավումներ
| Հապավում | Նկարագրություն |
| MCSDK | Շարժիչի կառավարման ծրագրաշարի մշակման հավաքածու (X-CUBE-MCSDK) |
| HW | Սարքավորումներ |
| IDE | Ինտեգրված զարգացման միջավայր |
| MCU | Միկրոկառավարիչ միավոր |
| GPIO | Ընդհանուր նշանակության մուտքային/ելք |
| ADC | Անալոգային-թվային փոխարկիչ |
| VM | Հատtagե ռեժիմ |
| SL | Առանց սենսորների |
| BEMF | Հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժ |
| FW | Որոնվածը |
| ZC | Զրո հատում |
| GUI | Գրաֆիկական ինտերֆեյս |
| MC | Շարժիչի կառավարում |
| OCP | Գերհոսանքից պաշտպանություն |
| PID | Համամասնական-ինտեգրալ-ածանցյալ (վերահսկիչ) |
| SDK | Ծրագրային ապահովման մշակման հավաքածու |
| UI | Օգտագործողի միջերես |
| ԲԿ-ի աշխատասեղան | Շարժիչի կառավարման աշխատասեղանի գործիք, MCSDK-ի մաս |
| Շարժիչային օդաչու | Շարժիչային պիլոտային գործիք, MCSDK-ի մաս |
Ավարտվել էview
6 քայլ առանց սենսորային վարման ռեժիմում որոնվածը օգտագործում է հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժը (BEMF), որը զգացվում է լողացող փուլում: Ռոտորի դիրքը ձեռք է բերվում BEMF-ի զրոյական հատումը հայտնաբերելու միջոցով: Սա սովորաբար արվում է օգտագործելով ADC, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում: Մասնավորապես, երբ ռոտորի մագնիսական դաշտը հատում է բարձր-Z փուլը, համապատասխան BEMF ծավալըtage-ն փոխում է իր նշանը (զրոյական հատում): The BEMF voltage-ն կարող է մասշտաբավորվել ADC մուտքի մոտ՝ շնորհիվ ռեզիստորային ցանցի, որը բաժանում է ծավալըtage-ը գալիս է շարժիչի փուլից:
Այնուամենայնիվ, քանի որ BEMF ազդանշանը համաչափ է արագությանը, ռոտորի դիրքը չի կարող որոշվել գործարկման ժամանակ կամ շատ ցածր արագությամբ: Հետևաբար, շարժիչը պետք է արագացնել բաց հանգույցով մինչև բավարար BEMF ծավալըtage-ն հասել է. Այդ BEMF հատtage-ն թույլ է տալիս համաժամեցնել քայլի փոխարկումը ռոտորի դիրքի հետ:
Հետևյալ պարբերություններում նկարագրված են գործարկման ընթացակարգը և փակ հանգույցի գործողությունը, ինչպես նաև դրանք կարգավորելու պարամետրերը:
BEMF զրոյական հատման հայտնաբերում
Առանց խոզանակի շարժիչի հետևի EMF ալիքի ձևը փոխվում է ռոտորի դիրքի և արագության հետ մեկտեղ և տրապեզոիդային վիճակում է: Նկար 2-ը ցույց է տալիս հոսանքի և հետևի EMF-ի ալիքի ձևը մեկ էլեկտրական ժամանակաշրջանի համար, որտեղ հոծ գիծը ցույց է տալիս հոսանքը (պարզության համար ալիքներն անտեսվում են), գծված գիծը ներկայացնում է հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժը, իսկ հորիզոնական կոորդինատը ներկայացնում է էլեկտրականությունը: շարժիչի ռոտացիայի հեռանկարը.
Յուրաքանչյուր երկու փուլային անջատիչ կետերի միջինը համապատասխանում է մեկ կետի, որի հետևի էլեկտրաշարժիչ ուժի բևեռականությունը փոխված է. զրոյական հատման կետը: Երբ զրոյական հատման կետը հայտնաբերվի, փուլային անջատման պահը սահմանվում է 30° էլեկտրական ուշացումից հետո: BEMF-ի զրոյական հատումը հայտնաբերելու համար կենտրոնական թակել voltage-ն պետք է հայտնի լինի: Կենտրոնական ծորակը հավասար է այն կետին, որտեղ երեք շարժիչի փուլերը միացված են միասին: Որոշ շարժիչներ հասանելի են դարձնում կենտրոնական ծորակը: Այլ դեպքերում այն կարող է վերակառուցվել հtage փուլեր. 6 քայլից բաղկացած ալգորիթմը, որը նկարագրված է այստեղ, առաջ է քաշումtage-ի առկայություն BEMF զգայական ցանցի, որը միացված է շարժիչի փուլերին, որը թույլ է տալիս հաշվարկել կենտրոնական հպման ծավալըtage.
- Երկու տարբեր ռազմավարություններ հասանելի են զրոյական հատման կետի նույնականացման համար
- Հետևի EMF-ի ընկալում PWM OFF-ի ժամանակ
- Հետևի EMF-ի հայտնաբերումը PWM ON-ի ժամանակ (ներկայումս աջակցվում է հատtagմիայն էլեկտրոնային ռեժիմ)
PWM OFF-ի ժամանակ, լողացող փուլը voltage-ն ձեռք է բերվում ADC-ի կողմից: Քանի որ լողացող փուլում հոսանք չի հոսում, իսկ մյուս երկուսը միացված են գետնին, երբ BEMF-ը լողացող փուլում հատում է զրոյին, մյուս փուլերում այն ունի հավասար և հակառակ բևեռականություն.tage, հետևաբար, զրո է: Հետևաբար, զրոյական հատման կետը բացահայտվում է, երբ ADC-ի փոխակերպումը բարձրանում է սահմանված շեմից կամ իջնում է ցածր:
Մյուս կողմից, PWM ON-ի ժամանակ, մի փուլը միացված է ավտոբուսի ծավալինtage, իսկ մյուսը գետնին (Նկար 3): Այս վիճակում կենտրոնական ծորակ voltage հասնում է ավտոբուսի հատորների կեսինtage արժեքը, երբ լողացող փուլում BEMF-ը զրո է: Ինչպես նախկինում, զրոյական հատման կետը բացահայտվում է, երբ ADC-ի փոխարկումը բարձրանում է (կամ իջնում) սահմանված շեմից: Վերջինս համապատասխանում է VS / 2-ին:
BEMF սենսորային ցանցի ձևավորում
Նկար 4-ում ներկայացված է BEMF-ը զգալու համար սովորաբար օգտագործվող ցանցը: Դրա նպատակն է բաժանել շարժիչի փուլը voltage-ը պատշաճ կերպով ձեռք բերվի ADC-ի կողմից: R2 և R1 արժեքները պետք է ընտրվեն ըստ ավտոբուսի ծավալիtage մակարդակ. Օգտագործողը պետք է տեղյակ լինի, որ R1 / (R2 + R1) հարաբերակցությունը շատ ավելի ցածր է, քան անհրաժեշտ է, BEMF ազդանշանը կարող է չափազանց ցածր լինել, իսկ հսկողությունը բավականաչափ ուժեղ չէ:
Մյուս կողմից, անհրաժեշտից բարձր հարաբերակցությունը կհանգեցնի D1 պաշտպանական դիոդների հաճախակի միացման/անջատման, որոնց վերականգնման հոսանքը կարող է աղմուկ ներարկել: Առաջարկվող արժեքն է.
R1-ի և R2-ի շատ ցածր արժեքներից պետք է խուսափել՝ շարժիչի փուլից հոսող հոսանքը սահմանափակելու համար:
R1-ը երբեմն GND-ի փոխարեն միացված է GPIO-ին: Այն թույլ է տալիս ցանցին միացնել կամ անջատել գործարկման ժամանակը:
6 քայլանոց որոնվածում GPIO-ն միշտ վերականգնված վիճակում է, և ցանցը միացված է: Այնուամենայնիվ, D3-ի վերջնական առկայությունը պետք է հաշվի առնել PWM ON-ի ժամանակ զգալու համար BEMF շեմերը սահմանելիս. այն սովորաբար ավելացնում է 0.5÷0.7 Վ իդեալական շեմին:
C1-ը զտման նպատակով է և չպետք է սահմանափակի ազդանշանի թողունակությունը PWM հաճախականության տիրույթում:
D4-ը և R3-ը նախատեսված են BEMF_SENSING_ADC հանգույցի արագ լիցքաթափման համար՝ PWM կոմուտացիաների ժամանակ, հատկապես բարձր ծավալումtagէլեկտրոնային տախտակներ.
D1 և D2 դիոդները կամընտիր են և պետք է ավելացվեն միայն BEMF սենսորային ADC ալիքի առավելագույն գնահատականները խախտելու ռիսկի դեպքում:
Կառավարման ալգորիթմի պարամետրերի օպտիմիզացում
Գործարկման կարգը
Գործարկման ընթացակարգը սովորաբար կազմված է երեք վրկ հաջորդականությունիցtages:
- Հավասարեցում. Ռոտորը հավասարեցված է նախապես որոշված դիրքում:
- Բաց հանգույցի արագացում: ՀատtagԷլեկտրոնային իմպուլսները կիրառվում են կանխորոշված հաջորդականությամբ՝ ստեղծելու մագնիսական դաշտ, որը ստիպում է ռոտորին սկսել պտտվել: Հերթականության արագությունը աստիճանաբար ավելանում է, որպեսզի ռոտորը հասնի որոշակի արագության:
- Անցում: Երբ ռոտորը հասնում է որոշակի արագության, ալգորիթմը անցնում է փակ հանգույցի 6-քայլ հսկողության հաջորդականության՝ շարժիչի արագության և ուղղության վերահսկողությունը պահպանելու համար:
Ինչպես ցույց է տրված Նկար 5-ում, օգտատերը կարող է հարմարեցնել գործարկման պարամետրերը MC աշխատանքային սեղանում նախքան կոդը ստեղծելը: Հասանելի են վարելու երկու տարբեր ռեժիմներ.
- Հատtage ռեժիմ. Ալգորիթմը վերահսկում է արագությունը՝ փոփոխելով PWM-ի աշխատանքային ցիկլը, որը կիրառվում է շարժիչի փուլերի վրա. թիրախային փուլ Vol.tage-ն սահմանվում է startup pro-ի յուրաքանչյուր հատվածի համարfile
- Ընթացիկ ռեժիմ. Ալգորիթմը վերահսկում է արագությունը՝ փոփոխելով հոսանքը, որը հոսում է շարժիչի փուլերում. Ընթացիկ թիրախը սահմանվում է գործարկողի յուրաքանչյուր հատվածի համար։file
Նկար 5. Գործարկման պարամետրերը MC աշխատանքային սեղանում
Հավասարեցում
Նկար 5-ում 1-ին փուլը միշտ համապատասխանում է հավասարեցման քայլին: Ռոտորը հավասարեցված է «Սկզբնական էլեկտրական անկյունին» ամենամոտ 6 քայլ դիրքով:
Կարևոր է նշել, որ լռելյայնորեն 1-ին փուլի տևողությունը 200 ms է: Այս քայլի ընթացքում աշխատանքային ցիկլը գծայինորեն ավելանում է՝ հասնելու նպատակային փուլի ծավալինtage (Phase Current, եթե ընտրված է ընթացիկ վարման ռեժիմը): Այնուամենայնիվ, մեծածավալ շարժիչներով կամ բարձր իներցիայի դեպքում, առաջարկվող տևողությունը կամ նույնիսկ թիրախային փուլի ծավալըtagԷլեկտրոնային/Հոսանքը կարող է բավարար չլինել ռոտացիան ճիշտ սկսելու համար:
Նկար 6-ում տրված է համեմատություն սխալ հավասարեցման պայմանի և պատշաճի միջև:
Եթե 1-ին փուլի թիրախային արժեքը կամ տեւողությունը բավարար չեն ռոտորին մեկնարկային դիրքում ստիպելու համար, օգտագործողը կարող է տեսնել շարժիչի թրթռումը առանց պտտվել սկսելու: Մինչդեռ ընթացիկ կլանումը մեծանում է։ Գործարկման ընթացակարգի առաջին շրջանում հոսանքն ավելանում է, բայց ոլորող մոմենտը բավարար չէ շարժիչի իներցիան հաղթահարելու համար: Նկար 6-ի (Ա) վերևում օգտագործողը կարող է տեսնել ընթացիկ աճը: Այնուամենայնիվ, BEMF-ի մասին որևէ ապացույց չկա. շարժիչն այնուհետև կանգ է առնում: Արագացման քայլը սկսելուց հետո ռոտորի անորոշ դիրքը խանգարում է ալգորիթմին ավարտել գործարկման ընթացակարգը և գործարկել շարժիչը:
Մեծացնելով ծավալըtag1-ին փուլի էլեկտրոնային/ընթացիկ փուլը կարող է շտկել խնդիրը:
Հատորումtagե ռեժիմ, թիրախ voltage-ը գործարկման ընթացքում կարող է հարմարեցվել Motor Pilot-ի հետ՝ առանց ծածկագիրը վերականգնելու անհրաժեշտության: Motor Pilot-ում, պտույտների բարձրացման բաժնում, նույն արագացումը պրոfile Գծապատկեր 1-ում ներկայացված է (տես Գծապատկեր 7): Նշենք, որ այստեղ հtage- փուլը կարող է ցուցադրվել որպես զարկերակ, որը տեղադրված է ժամանակաչափի գրանցամատյանում (S16A միավոր), կամ ելքային ծավալին համապատասխանtage (Vrms միավոր):
Երբ օգտագործողը գտնի համապատասխան արժեքները, որոնք լավագույնս համապատասխանում են շարժիչին, այդ արժեքները կարող են ներդրվել MC workbench նախագծի մեջ: Այն թույլ է տալիս վերականգնել կոդը՝ լռելյայն արժեքը կիրառելու համար: Ստորև բերված բանաձևը բացատրում է հարաբերակցությունը հատորի միջևtage փուլ Vrms և S16A միավորներում:
Ընթացիկ ռեժիմում Motor Pilot GUI-ում թիրախային հոսանքը ցուցադրվում է միայն S16A-ում: Դրա փոխակերպումը ampդա կախված է շունտի արժեքից և ampհոսանքի սահմանափակիչի սխեմաներում օգտագործվող լիֆիկացման շահույթը:
Բաց հանգույցի արագացում
Նկար 5-ում 2-րդ փուլը համապատասխանում է արագացման փուլին: 6-քայլերի հաջորդականությունը կիրառվում է շարժիչը բաց հանգույցում արագացնելու համար, հետևաբար, ռոտորի դիրքը համաժամանակացված չէ 6 քայլի հաջորդականության հետ: Ընթացիկ փուլերն այնուհետև ավելի բարձր են, քան օպտիմալը, և ոլորող մոմենտն ավելի ցածր է:
MC աշխատասեղանին (Նկար 5) օգտվողը կարող է սահմանել մեկ կամ մի քանի արագացման հատվածներ: Մասնավորապես, մեծածավալ շարժիչի համար խորհուրդ է տրվում այն արագացնել ավելի դանդաղ r-ովamp հաղթահարել իներցիան ավելի կտրուկ r կատարելուց առաջamp. Յուրաքանչյուր հատվածի ընթացքում աշխատանքային ցիկլը գծայինորեն ավելանում է՝ հասնելու ծավալի վերջնական թիրախինtagայդ հատվածի էլ/ընթացիկ փուլը. Այսպիսով, այն ստիպում է փուլերի կոմուտացիան նույն կոնֆիգուրացիայի աղյուսակում նշված համապատասխան արագությամբ:
Նկար 8-ում համեմատություն ծավալով արագացման միջևtagե փուլը (A) չափազանց ցածր է և ապահովված է պատշաճ (B):
Եթե թիրախ voltagՄեկ փուլի էլ/հոսանքը կամ դրա տևողությունը բավարար չէ շարժիչին համապատասխան արագության հասնելու համար, օգտագործողը կարող է տեսնել, որ շարժիչը կանգ է առնում և սկսում է թրթռալ: Նկար 8-ի վերևում հոսանքն անսպասելիորեն մեծանում է, երբ շարժիչը կանգ է առնում, մինչդեռ պատշաճ արագացման դեպքում հոսանքն ավելանում է առանց ընդհատումների: Երբ շարժիչը դադարում է, գործարկման ընթացակարգը ձախողվում է:
Մեծացնելով ծավալըtage/ ընթացիկ փուլը կարող է շտկել խնդիրը:
Մյուս կողմից, եթե հtagԷլեկտրոնային/հոսանքի սահմանված փուլը չափազանց բարձր է, քանի որ շարժիչը անարդյունավետ է աշխատում բաց հանգույցում, հոսանքը կարող է բարձրանալ և հասնել գերհոսանքի: Շարժիչը հանկարծակի կանգ է առնում, և շարժիչի օդաչուի կողմից ցուցադրվում է գերհոսանքի ազդանշան: Հոսանքի վարքագիծը ներկայացված է Նկար 9-ում:
Նվազեցնելով ծավալըtage/ ընթացիկ փուլը կարող է շտկել խնդիրը:
Հավասարեցման քայլի նման, թիրախը հատtage/current-ը կարող է հարմարեցվել գործարկման ժամանակ Motor Pilot-ի հետ գործարկման ընթացքում՝ առանց կոդը վերականգնելու անհրաժեշտության: Այնուհետև այն կարող է կիրառվել MC workbench նախագծում, երբ հայտնաբերվի համապատասխան կարգավորումը:
Անցում
Գործարկման ընթացակարգի վերջին քայլը անցումն է: Այս քայլի ընթացքում ալգորիթմը օգտագործում է զգալի BEMF-ը՝ 6 քայլ հաջորդականությունը ռոտորի դիրքի հետ համաժամեցնելու համար: Փոխարկումը սկսվում է Նկար 10-ում ընդգծված պարամետրում նշված հատվածից: Այն կարգավորելի է MC աշխատասեղանի առանց սենսորային գործարկման պարամետրի բաժնում:
BEMF զրոյական հատման հայտնաբերման վավեր ազդանշանից հետո (այս պայմանը կատարելու համար տես Բաժին 2.1), ալգորիթմը անցնում է փակ հանգույցի գործողության: Փոխանցման քայլը կարող է ձախողվել հետևյալ պատճառներով.
- Անցման արագությունը ճիշտ կազմաձևված չէ
- Արագության հանգույցի PI շահույթը չափազանց բարձր է
- BEMF-ի զրոյական հատման իրադարձությունը հայտնաբերելու շեմերը ճիշտ չեն սահմանված
Անցման արագությունը ճիշտ կազմաձևված չէ
Արագությունը, որով սկսվում է փոխարկումը, լռելյայն նույնն է, ինչ սկզբնական թիրախային արագությունը, որը կարող է կազմաձևվել MC աշխատանքային սեղանի սկավառակի կարգավորումների բաժնում: Օգտագործողը պետք է տեղյակ լինի, որ հենց արագության օղակը փակվում է, շարժիչը ակնթարթորեն արագանում է անցման արագությունից մինչև թիրախային արագությունը: Եթե այս երկու արժեքները շատ հեռու են միմյանցից, կարող է առաջանալ գերհոսանքի ձախողում:
Արագության հանգույցի PI շահույթը չափազանց բարձր է
Անցման ժամանակ ալգորիթմը շարժվում է նախապես սահմանված հաջորդականության պարտադրումից՝ արագությունը չափելու և համապատասխանաբար ելքային արժեքները հաշվարկելու համար: Այսպիսով, այն փոխհատուցում է իրական արագությունը, որը բաց հանգույցի արագացման արդյունք է: Եթե PI-ի շահույթը չափազանց բարձր է, կարող է առաջանալ ժամանակավոր անկայունություն, սակայն այն կարող է հանգեցնել գերհոսանքի ձախողման, եթե չափազանցված լինի:
Նկար 11-ը ցույց է տալիս և օրինակampՆման անկայունությունը բաց հանգույցից փակ հանգույցի գործառնության անցման ժամանակ:
BEMF-ի սխալ շեմեր
- Եթե BEMF-ի սխալ շեմեր են սահմանվել, զրոյական հատումը հայտնաբերվում է կա՛մ նախօրոք, կա՛մ ուշ: Սա առաջացնում է երկու հիմնական ազդեցություն.
- Ալիքի ձևերն ասիմետրիկ են, իսկ կառավարումն անարդյունավետ է, ինչը հանգեցնում է մեծ ոլորող մոմենտների ալիքների (Նկար 12)
- Արագության օղակը դառնում է անկայուն՝ փորձելով փոխհատուցել ոլորող մոմենտի ալիքները
- Օգտագործողը կզգա արագության անկայուն կառավարում, իսկ վատագույն դեպքում՝ շարժիչի շարժիչի ապասինխրոնիզացիա կառավարման հետ, որը հանգեցնում է գերհոսանքի իրադարձության:
- BEMF-ի շեմերի ճիշտ կարգավորումը կարևոր է ալգորիթմի լավ կատարման համար: Շեմերը նույնպես կախված են ավտոբուսի ծավալիցtage արժեքը և զգայական ցանցը: Խորհուրդ է տրվում հղում կատարել Բաժին 2.1-ին՝ ստուգելու, թե ինչպես հավասարեցնել հատtage մակարդակները մինչև անվանականը, որը սահմանված է ԲԿ-ի աշխատասենյակում:
Փակ օղակի գործողություն
Եթե շարժիչն ավարտում է արագացման փուլը, ապա հայտնաբերվում է BEMF զրոյական հատում: Ռոտորը սինխրոնիզացվում է 6-քայլ հաջորդականության հետ և ստացվում է փակ օղակի գործողություն: Այնուամենայնիվ, պարամետրերի հետագա օպտիմիզացում կարող է իրականացվել կատարողականը բարելավելու համար:
Օրինակ, ինչպես նկարագրված է նախորդ Բաժին 3.1.3-ում («BEMF-ի սխալ շեմեր»), արագության հանգույցը, նույնիսկ եթե աշխատում է, կարող է անկայուն թվալ, և BEMF-ի շեմերը կարող են որոշակի ճշգրտման կարիք ունենալ:
Բացի այդ, պետք է հաշվի առնել հետևյալ ասպեկտները, եթե շարժիչից պահանջվում է աշխատել բարձր արագությամբ կամ շարժվել բարձր PWM աշխատանքային ցիկլով.
PWM հաճախականությունը
- Արագության հանգույցի PI շահույթ
- Ապամագնիսացման վերացման շրջանի փուլ
- Հետաձգում զրոյական հատման և քայլի փոխարկման միջև
- Անցում PWM-ի անջատման և միացման ժամանակի զգայության միջև
PWM հաճախականությունը
Առանց սենսորների 6 քայլ ալգորիթմը կատարում է BEMF-ի ձեռքբերում յուրաքանչյուր PWM ցիկլում: Զրոյական հատման իրադարձությունը ճիշտ հայտնաբերելու համար պահանջվում են բավարար քանակի ձեռքբերումներ: Որպես կանոն, պատշաճ շահագործման համար 10 էլեկտրական անկյուններից առնվազն 60 ձեռքբերումներ ապահովում են ռոտորի լավ և կայուն համաժամացում:
Հետեւաբար
Արագության հանգույցի PI շահույթ
Արագության հանգույցի PI-ի ձեռքբերումները ազդում են շարժիչի արձագանքման վրա ցանկացած արագացման կամ դանդաղման հրամանի վրա: Տեսական նկարագրությունը, թե ինչպես է աշխատում PID կարգավորիչը, դուրս է այս փաստաթղթի շրջանակներից: Այնուամենայնիվ, օգտատերը պետք է տեղյակ լինի, որ արագության հանգույցի կարգավորիչի շահույթը կարող է փոփոխվել աշխատանքի ժամանակ Motor Pilot-ի միջոցով և կարգավորվել ըստ ցանկության:
Ապամագնիսացման վերացման շրջանի փուլ
Լողացող փուլի ապամագնիսացումը փուլային էներգիայի փոփոխությունից հետո այն ժամանակահատվածն է, որի ընթացքում ընթացիկ արտանետման պատճառով (Նկար 14) հետևի EMF-ի ընթերցումը հուսալի չէ: Հետևաբար, ալգորիթմը պետք է անտեսի ազդանշանը, նախքան դրա ավարտը: Այս ժամանակահատվածը ԲԿ-ի աշխատանքային սեղանում սահմանվում է որպես տոկոսtage մի քայլ (60 էլեկտրական աստիճան) և կարող է փոփոխվել Շարժիչի օդաչուի միջոցով, ինչպես ցույց է տրված Նկար 15-ում: Որքան մեծ է շարժիչի արագությունը, այնքան ավելի արագ կլինի ապամագնիսացման շրջանը: Ապամագնիսացումը, ըստ լռելյայն, հասնում է երեք PWM ցիկլերի ավելի ցածր սահմանին՝ առավելագույն գնահատված արագության 2/3-ով: Եթե շարժիչի ինդուկտիվության փուլը ցածր է և շատ ժամանակ չի պահանջում ապամագնիսացման համար, օգտագործողը կարող է նվազեցնել դիմակավորման ժամանակահատվածը կամ նվազագույն ժամկետը սահմանելու արագությունը: Այնուամենայնիվ, խորհուրդ չի տրվում դիմակավորման ժամանակահատվածը իջեցնել 2-3 PWM ցիկլից ցածր, քանի որ կառավարումը կարող է հանկարծակի անկայունություն առաջացնել քայլի փոխարկման ժամանակ:
Հետաձգում BEMF զրոյական հատման և քայլի փոխարկման միջև
Երբ BEMF-ի զրոյական հատման իրադարձությունը հայտնաբերվել է, ալգորիթմը սովորաբար սպասում է 30 էլեկտրական աստիճանով մինչև քայլերի հաջորդականության փոխարկումը (Նկար 16): Այսպիսով, զրոյական խաչմերուկը տեղադրվում է քայլի միջին կետում՝ առավելագույն արդյունավետությունը թիրախավորելու համար:
Քանի որ զրոյական հատման հայտնաբերման ճշգրտությունը կախված է ձեռքբերումների քանակից, հետևաբար՝ PWM հաճախականությունից (տես բաժին 3.2.1), դրա հայտնաբերման ճշգրտությունը կարող է տեղին դառնալ բարձր արագությամբ: Այնուհետև այն առաջացնում է ալիքային ձևերի ակնհայտ ասիմետրիկություն և հոսանքի աղավաղում (տես Նկար 17): Սա կարող է փոխհատուցվել՝ նվազեցնելով զրոյական հատման հայտնաբերման և քայլի փոխարկման հետաձգումը: Զրոյական հատման հետաձգումը օգտագործողի կողմից կարող է փոփոխվել Շարժիչային օդաչուի միջոցով, ինչպես ցույց է տրված Նկար 18-ում:
Անցում PWM-ի անջատման և միացման ժամանակի զգայության միջև
Արագությունը կամ բեռնվածքի հոսանքը (այսինքն շարժիչի ելքային ոլորող մոմենտ) մեծացնելիս մեծանում է PWM շարժիչի աշխատանքային ցիկլը: Այսպիսով, ժամանակը սampBEMF-ի լցոնումը OFF-ի ժամանակ կրճատվում է: Աշխատանքային ցիկլի 100%-ին հասնելու համար ADC-ի փոխարկումը գործարկվում է PWM-ի ON-ի ժամանակ, այդպիսով BEMF-ի ընկալումից PWM OFF-ի ժամանակ անցնելով PWM ON-ի:
BEMF-ի շեմերի սխալ կազմաձևումը ON-ի ժամանակ հանգեցնում է նույն խնդիրների, որոնք նկարագրված են Բաժին 3.1.3-ում («BEMF-ի սխալ շեմեր»):
Լռելյայնորեն, BEMF ON-ի ցուցիչի շեմերը սահմանված են ավտոբուսի ծավալի կեսինtagե (տես Բաժին 2.1): Օգտագործողը պետք է հաշվի առնի, որ իրական շեմերը կախված են ավտոբուսի ծավալիցtage արժեքի և զգայական ցանց: Հետևեք Բաժին 2.1-ի ցուցումներին և համոզվեք, որ հավասարեցրեք հատtage մակարդակը մինչև անվանականը, որը սահմանված է ԲԿ-ի աշխատասեղանին:
Շեմերի և PWM գործառնական ցիկլի արժեքները, որոնցում ալգորիթմը փոխվում է OFF-ի և ON-ցուցիչի միջև, կարող են կարգավորվել շարժիչի օդաչուի միջոցով (Նկար 19) և հասանելի են Vol.tagմիայն էլեկտրոնային ռեժիմով վարելը:
Անսարքությունների վերացում
Ինչի՞ մասին պետք է ուշադրություն դարձնեմ շարժիչը առանց սենսորների 6 քայլ ալգորիթմով ճիշտ պտտելու համար: Շարժիչը առանց սենսորների 6 քայլ ալգորիթմով պտտելը ենթադրում է կարողանալ ճիշտ հայտնաբերել BEMF ազդանշանը, արագացնել շարժիչը և ռոտորը համաժամացնել կառավարման ալգորիթմի հետ: BEMF ազդանշանների պատշաճ չափումը կայանում է BEMF ցուցիչ ցանցի արդյունավետ նախագծման մեջ (տես Բաժին 2.1): Թիրախային հատtagե (հատtage ռեժիմ վարում) կամ ընթացիկ (ընթացիկ ռեժիմի վարում) գործարկման հաջորդականության ընթացքում կախված է շարժիչի պարամետրերից: Հատորի սահմանումը (և, ի վերջո, տևողությունը)tagԷլեկտրոնային/ընթացիկ փուլը հավասարեցման, արագացման և անցման քայլերի ընթացքում վճռորոշ են հաջող ընթացակարգի համար (տես Բաժին 3):
Ի վերջո, ռոտորի համաժամացումը և արագության շարժիչը մինչև անվանական արագությունը մեծացնելու ունակությունը կախված է PWM հաճախականության, BEMF շեմերի, ապամագնիսացման շրջանի օպտիմալացումից և զրոյական հատման հայտնաբերման և քայլի փոխարկման միջև ուշացումից, ինչպես նկարագրված է. Բաժին 3.2.
Ո՞րն է BEMF դիմադրության բաժանարարի ճիշտ արժեքը:
Օգտագործողը պետք է տեղյակ լինի, որ BEMF դիմադրության բաժանարարի սխալ արժեքը կարող է հեռացնել շարժիչը ճիշտ վարելու ցանկացած հնարավորություն: BEMF զգայական ցանցի նախագծման վերաբերյալ լրացուցիչ մանրամասների համար տես Բաժին 2.1:
Ինչպե՞ս կարգավորել գործարկման ընթացակարգը:
- Գործարկման գործընթացը օպտիմալացնելու համար խորհուրդ է տրվում ավելացնել պտտման փուլի յուրաքանչյուր քայլի տևողությունը մինչև մի քանի վայրկյան: Այնուհետև հնարավոր է հասկանալ, թե արդյոք շարժիչը ճիշտ է արագանում, թե բաց հանգույցի ընթացակարգի որ արագությամբ/քայլով է այն ձախողվում:
- Ցանկալի չէ արագացնել բարձր իներցիա շարժիչը չափազանց կտրուկ r-ովamp.
- Եթե կազմաձևված հատtage փուլը կամ ընթացիկ փուլը չափազանց ցածր է, շարժիչը կանգ է առնում: Եթե այն չափազանց բարձր է, ապա գերհոսանքը գործարկվում է: Աստիճանաբար մեծացնելով ծավալըtage փուլ (հատtage mode վարում) կամ ընթացիկ (ընթացիկ ռեժիմի վարում) հավասարեցման և արագացման քայլերի ընթացքում թույլ են տալիս օգտվողին հասկանալ շարժիչի աշխատանքի շրջանակը: Իրոք, դա օգնում է գտնել օպտիմալը:
- Երբ խոսքը գնում է փակ հանգույցի գործողության անցնելու մասին, PI-ի շահույթը սկզբում պետք է կրճատվի՝ բացառելու համար, որ վերահսկողության կորուստը կամ անկայունությունը պայմանավորված է արագության հանգույցով: Այս պահին կարևոր է վստահ լինել, որ BEMF տվիչ ցանցը պատշաճ ձևավորված է (տես Բաժին 2.1), և որ BEMF ազդանշանը ճիշտ է ձեռք բերվել: Օգտագործողը կարող է մուտք գործել BEMF-ի ընթերցումը և գծագրել այն Motor Pilot-ում (տես Նկար 20)՝ ընտրելով առկա ռեգիստրները BEMF_U, BEMF_V և BEMF_U գործիքի ASYNC գծապատկեր բաժնում: Երբ շարժիչը գտնվում է «Գործարկման» վիճակում, արագության հանգույցի կարգավորիչի ձեռքբերումները կարող են օպտիմիզացվել: Լրացուցիչ մանրամասների կամ պարամետրերի օպտիմալացման համար տե՛ս Բաժին 3 և Բաժին 3.2:
Ինչ կարող եմ անել, եթե շարժիչը չի շարժվում գործարկման ժամանակ:
- Գործարկման ժամանակ գծային աճող ծավալըtagե (հատtage mode վարում) կամ ընթացիկ (ընթացիկ ռեժիմի վարում) տրամադրվում է շարժիչի փուլերին: Նպատակն է այն դասավորել հայտնի և նախապես սահմանված դիրքում: Եթե հատորtage-ը բավականաչափ բարձր չէ (հատկապես բարձր իներցիայի հաստատուն ունեցող շարժիչների դեպքում), շարժիչը չի շարժվում, և պրոցեդուրան ձախողվում է։ Հնարավոր լուծումների մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տես 3.1.1 բաժինը:
Ի՞նչ կարող եմ անել, եթե շարժիչը չի ավարտում արագացման փուլը:
Ինչպես հավասարեցման փուլում, շարժիչը արագանում է բաց օղակում՝ կիրառելով գծային աճող ծավալըtagե (հատtage- ռեժիմի վարում) կամ ընթացիկ (ընթացիկ ռեժիմի վարում) դեպի շարժիչի փուլերը: Կանխադրված արժեքները հաշվի չեն առնում կիրառվող մեխանիկական բեռը, կամ շարժիչի հաստատունները ճշգրիտ և/կամ հայտնի չեն: Հետևաբար, արագացման ընթացակարգը կարող է ձախողվել շարժիչի կանգառի կամ ավելորդ հոսանքի դեպքում: Հնարավոր լուծումների մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տես 3.1.2 բաժինը:
Ինչու՞ շարժիչը չի անցնում փակ արագության օղակի:
Եթե շարժիչը պատշաճ կերպով արագացնում է թիրախային արագությունը, բայց այն հանկարծակի կանգ է առնում, ինչ-որ բան կարող է սխալ լինել BEMF շեմի կազմաձևում կամ PI կարգավորիչի շահույթը: Լրացուցիչ մանրամասների համար տե՛ս Բաժին 3.1.3:
Ինչու՞ է արագության օղակը անկայուն տեսք ունենում:
Սպասվում է արագության հետ չափման աղմուկի ավելացում, քանի որ որքան բարձր է արագությունը, այնքան ցածր է BEMF-ների քանակըampզրոյական հատման հայտնաբերման les և, հետևաբար, դրա հաշվարկի ճշգրտությունը: Այնուամենայնիվ, արագության շղթայի չափից ավելի անկայունությունը կարող է նաև լինել սխալ BEMF շեմի կամ PI-ի ավելացումների ախտանիշ, որոնք ճիշտ կազմաձևված չեն, ինչպես ընդգծված է Բաժին 3.1.3-ում:
- Ինչպե՞ս կարող եմ բարձրացնել առավելագույն հասանելի արագությունը:
Առավելագույն հասանելի արագությունը սովորաբար սահմանափակվում է մի քանի գործոններով՝ PWM հաճախականությամբ, համաժամացման կորուստ (ապամագնիսացման չափազանց մեծ ժամանակահատվածի կամ զրոյական հատման հայտնաբերման և քայլի փոխարկման միջև սխալ ուշացման պատճառով), BEMF-ի ոչ ճշգրիտ շեմեր: Այս տարրերի օպտիմալացման վերաբերյալ լրացուցիչ մանրամասների համար տես Բաժին 3.2.1, Բաժին 3.2.3, Բաժին 3.2.4 և Բաժին 3.2.5:
Ինչու է շարժիչը հանկարծակի կանգնում որոշակի արագությամբ:
Հավանաբար, դա պայմանավորված է PWM-ի վրա ազդող BEMF շեմի ոչ ճշգրիտ կազմաձևմամբ: Լրացուցիչ մանրամասների համար տե՛ս Բաժին 3.2.5:
Վերանայման պատմություն
Աղյուսակ 2. Փաստաթղթերի վերանայման պատմություն
| Ամսաթիվ | Տարբերակ | Փոփոխություններ |
| 24-Նոյ-2023 | 1 | Նախնական թողարկում. |
ԿԱՐԵՎՈՐ ԾԱՆՈՒՑՈՒՄ – ԿԱՐԴԱՑԵՔ ՈՒՇԱԴՐՈՒԹՅՈՒՆ
STMicroelectronics NV-ն և նրա դուստր ձեռնարկությունները («ST») իրավունք են վերապահում ցանկացած պահի առանց նախազգուշացման փոփոխություններ, ուղղումներ, բարելավումներ, փոփոխություններ և բարելավումներ կատարել ST արտադրանքներում և/կամ այս փաստաթղթում: Գնորդները պետք է ստանան ST ապրանքների վերաբերյալ վերջին համապատասխան տեղեկատվությունը, նախքան պատվերներ տեղադրելը: ST ապրանքները վաճառվում են ST-ի վաճառքի պայմանների և պայմանների համաձայն, որոնք գործում են պատվերի հաստատման պահին:
Գնորդները բացառապես պատասխանատու են ST ապրանքների ընտրության, ընտրության և օգտագործման համար, և ST-ն պատասխանատվություն չի կրում դիմումների աջակցության կամ գնորդների արտադրանքի ձևավորման համար:
Սույնով ST-ի կողմից որևէ մտավոր սեփականության իրավունքի բացահայտ կամ ենթադրյալ լիցենզիա չի տրվում:
Գնորդները բացառապես պատասխանատու են ST ապրանքների ընտրության, ընտրության և օգտագործման համար, և ST-ն պատասխանատվություն չի կրում դիմումների աջակցության կամ գնորդների արտադրանքի ձևավորման համար:
Սույնով ST-ի կողմից որևէ մտավոր սեփականության իրավունքի բացահայտ կամ ենթադրյալ լիցենզիա չի տրվում:
ST արտադրանքի վերավաճառք՝ սույն հոդվածում նշված տեղեկատվությունից տարբերվող դրույթներով, անվավեր է դարձնում ST-ի կողմից նման արտադրանքի համար տրված ցանկացած երաշխիք:
ST-ը և ST լոգոն ST-ի ապրանքային նշաններն են: ST ապրանքանիշերի մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս www.st.com/trademarkս. Բոլոր այլ ապրանքների կամ ծառայությունների անվանումները իրենց համապատասխան սեփականատերերի սեփականությունն են:
Այս փաստաթղթի տեղեկատվությունը փոխարինում և փոխարինում է այս փաստաթղթի ցանկացած նախկին տարբերակներում նախկինում տրված տեղեկատվությանը:
© 2023 STMicroelectronics – Բոլոր իրավունքները պաշտպանված են
ST-ը և ST լոգոն ST-ի ապրանքային նշաններն են: ST ապրանքանիշերի մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս www.st.com/trademarkս. Բոլոր այլ ապրանքների կամ ծառայությունների անվանումները իրենց համապատասխան սեփականատերերի սեփականությունն են:
Այս փաստաթղթի տեղեկատվությունը փոխարինում և փոխարինում է այս փաստաթղթի ցանկացած նախկին տարբերակներում նախկինում տրված տեղեկատվությանը:
© 2023 STMicroelectronics – Բոլոր իրավունքները պաշտպանված են
Փաստաթղթեր / ռեսուրսներ
 |
STMicroelectronics STM32 շարժիչի կառավարման SDK 6 քայլ որոնվածը ցուցիչի պակաս պարամետր [pdf] Օգտագործողի ձեռնարկ STM32 Շարժիչի կառավարման SDK 6 աստիճանի որոնվածի ցուցիչի պակաս պարամետր, շարժիչի կառավարման SDK 6 քայլի որոնվածի ցուցիչի պակաս պարամետր, քայլ որոնվածի ցուցիչի պակաս պարամետր, որոնվածի ցուցիչի պակաս պարամետր, ցուցիչի պակաս պարամետր, պակաս պարամետր, պարամետր |
