Panduan Tuning MICROCHIP AN1292 Panduan Pengguna

Panduan Tuning MICROCHIP AN1292 Panduan Pengguna

Dokumen ini memberikan prosedur langkah demi langkah dalam menjalankan motor dengan algoritme yang dijelaskan dalam AN1292 “Kontrol Berorientasi Medan Tanpa Sensor (FOC) untuk Motor Sinkron Magnet Permanen (PMSM) Menggunakan Estimator PLL dan Pelemahan Medan (FW)” (DS01292 ).

MENGATUR PARAMETER PERANGKAT LUNAK
Semua parameter utama yang dapat dikonfigurasi ditentukan di userparms.h file. Adaptasi parameter ke format numerik internal dilakukan dengan menggunakan spreadsheet Excel® tuning_params.xls (lihat Gambar 1-1). Ini file disertakan dengan arsip AN1292 file, yang tersedia untuk diunduh dari Microchip weblokasi (www.microchip.com). Setelah memasukkan informasi motor dan perangkat keras ke dalam spreadsheet, parameter yang dihitung perlu dimasukkan ke header userparms.h file, seperti yang ditunjukkan oleh langkah-langkah berikut.

GAMBAR 1-1: tuning_params.xls

LANGKAH 1 – Isi spreadsheet Excel tuning_params.xls dengan parameter berikut:
a) Puncak Voltage
Volume puncaktage mewakili puncak voltage pada kapasitor tautan DC. Juga
mewakili DC voltage sendiri ketika catu daya DC dihubungkan ke tautan DC. Jika tautan DC disuplai dari jembatan penyearah satu fasa, puncak AC voltage terhubung ke penyearah:

V ACpeak V ACrms = √ 2

b) Arus Puncak
Arus puncak mewakili nilai nyata maksimum dari arus yang dapat direpresentasikan secara internal, yang bergantung pada blok akuisisi. Mengingat input maksimum ke ADC sebesar 3.3V, penguatan sirkuit akuisisi dan nilai shunt arus menentukan nilai maksimum arus yang sesuai dengan representasi nomor internal dsPIC® DSC. Sebaliknya, arus yang representasi angka internalnya berada pada batas atas, mewakili arus puncak sebagaimana dapat dimasukkan dalam bidang spreadsheet Excel yang ditunjukkan.

GAMBAR 1-2: RANGKAIAN KONDISI SINYAL

Untuk rangkaian yang disajikan pada Gambar 1-2 di atas, rangkaian perolehan arus memiliki ampkeuntungan lifikasi sebesar:
Nilai resistor shunt untuk MCLV adalah 5 mΩ dan, dengan vol maksimumtage diterima pada input ADC 3.3V, menghasilkan pembacaan arus maksimum:

Perhatikan bahwa nilai arus Puncak (Imax) yang dihitung berbeda dari yang ditunjukkan dalam spreadsheet Excel file (Gambar 1-1) – alasannya adalah bahwa nilai kedua ditentukan secara eksperimental sebagaimana akan dijelaskan nanti dalam dokumen ini (Langkah 3-d).
c) Periode PWM dan Waktu Mati
Periode PWM adalah sampling dan periode kontrol untuk algoritma ini (AN1292). Waktu mati mewakili waktu yang dibutuhkan perangkat semikonduktor daya untuk pulih dari keadaan sebelumnya sehingga tidak terjadi penembakan pada kaki inverter mana pun. Nilai yang dimasukkan dalam kolom ini harus sesuai dengan nilai yang digunakan. Perangkat lunak demonstrasi yang disertakan dalam catatan aplikasi mengimplementasikan nilai waktu mati 2 µs, dan untuk periode PWM digunakan nilai 50 µs, yang merupakan frekuensi PWM 20 kHz.
d) Parameter Kelistrikan Motor
Untuk parameter Resistansi Stator (Rs), Induktansi Stator (Ls), dan VoltagKonstanta (Kfi) masukkan dari informasi pabrikan motor atau dapat ditentukan secara eksperimental. Silakan lihat bagian “Hasil Penyetelan dan Eksperimental” pada catatan aplikasi, AN1292 untuk rincian tentang penghitungan Kfi secara eksperimental.

e) Kecepatan Nominal dan Maksimum
Kecepatan nominal adalah parameter yang disediakan oleh pabrikan dan mewakili kecepatan yang dapat dicapai dengan arus nominal dan voltage disediakan di pelat motor. Kecepatan maksimum adalah parameter yang disediakan oleh pabrikan dan sebagian besar bergantung pada parameter mekanis motor. Dapat diamati bahwa kecepatan maksimum lebih tinggi dari kecepatan nominal, dan wilayah di antara keduanya tercakup dalam mode daya konstan, yang mana teknik pelemahan medan tersirat.
f) Faktor Predivisi
Kolom prediksi berhubungan dengan konstanta penskalaan yang digunakan untuk membawa hasil perhitungan nilai normal ke dalam rentang representasi numerik, [-32768, 32767]. Penskalaan Predivision tidak hanya harus membawa konstanta ke dalam kisaran tetapi juga, jika terjadi invers voltage konstanta (Kfi), untuk membagi nilai perhitungan awalnya sehingga ketika dikalikan setelahnya karena teknik pelemahan medan, tidak melebihi rentang representasi numerik. Faktor Predivisi dapat ditemukan pada kode perangkat lunak yang berupa pembagian
istilah operasi (shift kiri).
Misalnyaample, NORM_LSDTBASE Penskalaan predivisi adalah 256 di spreadsheet,
yang tercermin dalam baris kode berikut:

perkiraan.c

Seperti yang dapat diamati, alih-alih bergeser ke kiri dengan 15, karena pembagian sebelumnya dengan 28, akhirnya digeser dengan 7. Hal yang sama terjadi pada NORM_RS, yang dibagi dengan 2 untuk menjaga NORM_RS dalam jangkauan, yang mencegah numerik meluap. Hal ini menghasilkan bagian kode estim.c yang sesuai untuk menyeimbangkan pembagian awal dengan pergeseran 14, bukan 15:

Dalam kasus NORM_INVKFIBASE, Predivisinya adalah 2 dan perkalian kebalikannya dilakukan pada baris kode berikut:

LANGKAH 2 – Ekspor parameter yang dihasilkan ke userparms.h.
Nilai yang dihasilkan di kolom sebelah kanan yang dikelompokkan sebagai parameter Output harus dimasukkan ke dalam userparms.h file definisi yang sesuai. Perhatikan bahwa item pada parameter Output diberi warna berbeda, yang menunjukkan dengan tepat item mana yang akan disalin dan ditempel langsung ke kode perangkat lunak.

LANGKAH 3 – Pertama, setel loop terbuka
a) Aktifkan Fungsi Loop Terbuka
Penyetelan loop terbuka dapat dioperasikan secara terpisah, dengan mengaktifkan #define khusus dalam kode perangkat lunak FOC; jika tidak, transisi ke kontrol loop tertutup akan dilakukan secara otomatis. Pastikan Anda menonaktifkan transisi loop tertutup untuk penyetelan awal loop terbuka.

b) Atur Parameter Loop Terbuka
Penskalaan Saat Ini
Konstanta praskala perlu diatur untuk mengadaptasi keluaran ADC agar sesuai dengan nilai sebenarnya dalam hal tanda (arah), dan jika perlu, untuk melakukan praskala ke nilai perantara, yang memadai untuk diproses lebih lanjut.

Faktor penskalaan untuk arus adalah negatif karena perolehan shunt mempunyai arti kebalikan dari arus, dan oleh karena itu, nilai Q15(-0.5) merupakan perkalian (-1) dari nilai Q15 yang dikembalikan oleh ADC.
Arus Torsi Start-up
Pilih arus nominal untuk motor tertentu sebagai titik awal, seperti yang ditunjukkan di bawah ini (dalam hal ini, nilai 1.41 amperes digunakan):

Jika arus start-up terlalu rendah, beban tidak akan bergerak. Jika terlalu tinggi, motor bisa menjadi terlalu panas jika dijalankan dalam loop terbuka dalam jangka waktu lama.

Waktu Kunci
Secara umum, waktu penguncian dengan nilai beberapa ratus milidetik dipilih

Nilai waktu penguncian tergantung pada frekuensi PWM. MisalnyaampMisalnya, pada 20 kHz, nilai 4000 akan mewakili 0.2 detik.

Ramp Tingkatkan Tingkat
Percepatan loop terbuka harus diatur sekecil mungkin di awal. Semakin kecil nilai ini, semakin besar kemampuan motor untuk menstarter dengan torsi resistan atau momen inersia yang lebih tinggi.

Kecepatan Akhir
Pengaturan nilai kecepatan akhir merupakan trade-off antara efisiensi kontrol dan
batas kecepatan minimum penduga untuk memperkirakan kecepatan dan posisi secara akurat. Biasanya, pengguna ingin menyetel nilai kecepatan akhir loop terbuka serendah mungkin sehingga transisi ke fungsi loop tertutup terjadi sesegera mungkin sejak permulaan. Mengingat kompromi yang dinyatakan di atas, pertimbangkan kecepatan akhir sepertiga dari kecepatan nominal motor yang disetel untuk permulaan.

GAMBAR 1-3:

Pengontrol Arus PI
Beberapa pedoman umum untuk penyetelan pengontrol PI aplikasi ini secara efektif adalah:
Kedua pengontrol, pada sumbu d dan q, akan memiliki nilai yang sama untuk proporsional yang sesuai (d_currcntr_pterm, q_currcntr_pterm), integral (d_currcntr_iterm, q_currcntr_iterm), anti-windup (d_currcntr_currcon (qurcnrc), d_currcntr_currcter _Currcntr_outmax, D_CURRCNTR_OUTMIN, Q_CURRCNTR_OUTMIN) ketentuan.
Secara umum, setiap kali osilasi arus terjadi, turunkan suku penguatan proporsional dengan memastikan penguatan integral 5 hingga 10 kali lebih kecil dari penguatan proporsional.

Gunakan nilai yang ditunjukkan di bawah ini sebagai titik awal.

c) Optimasi Parameter Loop Terbuka
Pengaturan di atas akan mengaktifkan operasi loop terbuka. Setelah diverifikasi bahwa semuanya berfungsi dengan baik dengan pengaturan yang dijelaskan sebelumnya, coba sesuaikan parameter untuk pengoperasian yang lebih lancar dan efisien dengan:

mengurangi arus torsi startup
meningkatkan kecepatan ramp kecepatan
mengurangi waktu penguncian
mengurangi kecepatan akhir

LANGKAH 4 – Menyetel Operasi Loop Tertutup

a) Aktifkan Transisi Loop Tutup
Maju ke penyetelan loop tertutup setelah loop terbuka berjalan dengan baik, dengan menghapus definisi definisi makro OPEN_LOOP_FUNCTIONING.

b) Atur Parameter Close Loop
Penyetelan Offset Sudut Awal
Transisi antara loop terbuka ke loop tertutup menyiratkan kesalahan estimasi awal, sehingga diperlukan pemilihan awal sudut offset awal:

Bergantung pada torsi resistan beban, momen inersia, atau bergantung pada konstanta kelistrikan motor, modifikasi sudut untuk menghilangkan gangguan transisi loop terbuka/loop tertutup.

Koefisien Filter Penaksir
Konstanta default yang diatur untuk koefisien filter akan memberikan hasil yang baik untuk sebagian besar motor. Namun demikian, penurunan koefisien akan mengurangi penundaan fasa, yang akan sangat membantu pada kecepatan tinggi, dimana variasi arus jangkar lebih cepat. Kompromi antara peran penyaringan dan efek baliknya, pengenalan pergeseran fasa, harus dicapai.

Pengontrol Kecepatan PI
Untuk penyetelan pengontrol kecepatan, penguatan P dan I dapat disesuaikan menggunakan berbagai metode. Untuk informasi lebih lanjut, cari “Pengontrol PID” di Wikipedia websitus dan buka bagian "Penyetelan Loop".

Jika tidak diperlukan pengontrol kecepatan, mode torsi dapat diaktifkan dengan menentukan TORQUE_MODE.

LANGKAH 5 – Secara opsional, Sesuaikan Parameter Pelemahan Medan Kecepatan Tinggi

PERINGATAN
Biasanya, pabrikan motor menunjukkan kecepatan maksimum yang dapat dicapai oleh motor tanpa mengalami kerusakan (yang bisa lebih tinggi dari kecepatan titik rem pada arus pengenal). Jika tidak, dimungkinkan untuk menjalankannya pada kecepatan yang lebih tinggi tetapi hanya untuk waktu yang singkat (intermiten) dengan asumsi risiko demagnetisasi atau kerusakan mekanis pada motor atau perangkat yang terpasang padanya. Dalam mode Field Weakening, jika pengontrol hilang karena kesalahan perhitungan sudut pada kecepatan tinggi di atas nilai nominal, kemungkinan kerusakan pada inverter akan segera terjadi. Alasannya adalah bahwa Gaya Gerak Listrik Balik (BEMF) akan memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan dengan yang diperoleh pada kecepatan nominal, sehingga melebihi volume bus DC.tagnilai e, yang harus didukung oleh semikonduktor daya inverter dan kapasitor tautan DC. Karena penyetelan yang diusulkan menyiratkan koreksi koefisien berulang hingga fungsi optimal tercapai, perlindungan inverter dengan sirkuit yang sesuai harus dimodifikasi untuk menangani voltase yang lebih tinggi.tages jika terhenti pada kecepatan tinggi.

a) Atur Parameter Awal
Kecepatan Nominal dan Maksimum
Mulailah dengan nilai RPM kecepatan nominal (yaitu, beberapa ratus RPM lebih rendah dari kecepatan terukur motor). Dalam mantan iniample, motor diberi nilai 3000 RPM; oleh karena itu, kami menetapkan NOMINAL_SPEED_RPM ke 2800. Konsultasikan spesifikasi motor untuk kecepatan pelemahan medan maksimum, dan masukkan nilai ini ke dalam MAXIMUM_SPEED_RPM.

Sadarilah fakta bahwa untuk nilai-nilai ini di atas (di atas) Kecepatan nominal, strategi pelemahan medan diaktifkan, dan oleh karena itu, menurunkan kecepatan nominal yang digunakan untuk memperlancar transisi ini berarti energi tambahan dihabiskan untuk penurunan fluks celah udara, yang secara keseluruhan, mengarah ke efisiensi yang lebih rendah.

Referensi Arus Sumbu D
Tabel pencarian arus referensi (ID) sumbu D memiliki nilai antara 0 dan arus stator nominal, didistribusikan secara merata pada 18 entri pencarian. Arus stator nominal dapat diambil dari spesifikasi motor. Jika tidak diketahui, nilai ini dapat diperkirakan dengan membagi daya pengenal dengan vol pengenaltage.

Jil.tage Pembalikan Konstan
Entri tabel pencarian yang sesuai dengan kecepatan maksimum yang dapat dicapai dalam pelemahan lapangan sebanding dengan persentage peningkatan kecepatan mekanik dari nilai nominal ke maksimum. Dalam entri tabel pencarian, nilai-nilai didistribusikan secara merata dan jika invers voltagJika konstanta untuk kecepatan maksimum melebihi rentang representasi numerik (32,767), sesuaikan faktor penskalaan Predivision yang sesuai. Perhatikan bahwa bilangan-bilangan berikut ini habis dibagi 2 (lihat Gambar 1-1).

Variasi Induktansi
Untuk tabel pencarian variasi induktansi (LsOver2Ls0), nilai pertama dalam tabel harus selalu setengah karena induktansi kecepatan dasar dibagi dengan nilai dua kali lipatnya. Nilai-nilai ini seharusnya berlaku untuk sebagian besar motor.

b) Penyesuaian Parameter Runtime
Jika hasil menjalankan perangkat lunak dalam kondisi ini akan menghentikan motor pada kecepatan yang lebih tinggi dari nominal, hal ini disebabkan oleh fakta bahwa tabel pencarian diisi dengan nilai perkiraan, yang pada titik tertentu tidak sesuai dengan non-linearitas sebenarnya. Setelah motor mati, segera hentikan eksekusi program, dengan menangkap nilai indeks (FdWeakParm.qIndex) di jendela pengawasan debugger. Indeks menunjukkan titik dimana nilai IDREF (lihat tabel IDREF pada Langkah 5a), dalam urutan menaik, tidak efektif dan harus diperbarui. Untuk lebih meningkatkan performa, nilai yang ditunjukkan oleh indeks saat ini di tabel pencarian harus diganti dengan nilai yang ditunjukkan oleh indeks berikutnya (FdWeakParm.qIndex + 1) dan perilaku motor harus diperiksa kembali. Kecepatan yang dapat dicapai harus ditingkatkan dan mengulangi proses ini beberapa kali sehingga kecepatan maksimum untuk referensi arus nominal yang dikenakan pada sumbu d akan tercapai. Jika kecepatan maksimum yang diperoleh untuk arus nominal lebih rendah dari yang ditargetkan, maka nilai absolut referensi arus sumbu d harus ditingkatkan di atas nilai nominal. Sebagai mantanampmisalnya, jika 5500 RPM tidak dapat dicapai, ubah arus IDREF_SPEED17 dari -1.53 ke -1.60 dan coba lagi. Kenaikan acuan arus d harus dimulai dari nilai yang dilambangkan dengan indeks dimana motor mati. Nilai indeks harus sesuai dengan kecepatan aktual motor, diukur pada poros dengan menggunakan takometer, perlu diingat bahwa indeks pencarian dihitung menggunakan kecepatan referensi, bukan kecepatan sebenarnya. Setelah kenaikan arus d berhenti meningkatkan kecepatan (menambah arus terlalu banyak biasanya akan menghentikan motor), indeks yang sesuai dengan penghentian akan menunjukkan di mana nilai induktansi harus disesuaikan (menambah atau menurunkan nilainya). Tabel pencarian variasi induktansi adalah yang terakhir diperbarui.

Perhatikan detail fitur perlindungan kode berikut pada perangkat Microchip:

Produk microchip memenuhi spesifikasi yang terkandung dalam Lembar Data Microchip khusus mereka.
Microchip percaya bahwa rangkaian produknya adalah salah satu keluarga yang paling aman dari jenisnya di pasar saat ini, bila digunakan dengan cara yang dimaksudkan dan dalam kondisi normal.
Ada metode yang tidak jujur dan mungkin ilegal yang digunakan untuk melanggar fitur perlindungan kode. Semua metode ini, sepengetahuan kami, mengharuskan penggunaan produk Microchip dengan cara di luar spesifikasi pengoperasian yang terdapat dalam Lembar Data Microchip. Kemungkinan besar, orang yang melakukannya terlibat dalam pencurian kekayaan intelektual.

Microchip bersedia bekerja dengan pelanggan yang peduli dengan integritas kode mereka.
Baik Microchip maupun produsen semikonduktor lainnya tidak dapat menjamin keamanan kode mereka. Perlindungan kode tidak berarti bahwa kami menjamin produk sebagai "tidak dapat dipecahkan".

Perlindungan kode terus berkembang. Kami di Microchip berkomitmen untuk terus meningkatkan fitur perlindungan kode produk kami. Upaya untuk merusak fitur perlindungan kode Microchip mungkin merupakan pelanggaran terhadap Digital Millennium Copyright Act. Jika tindakan tersebut memungkinkan akses tidak sah ke perangkat lunak Anda atau karya berhak cipta lainnya, Anda mungkin memiliki hak untuk menuntut keringanan berdasarkan Undang-Undang tersebut.

Informasi yang terkandung dalam publikasi ini mengenai aplikasi perangkat dan sejenisnya disediakan hanya untuk kenyamanan Anda dan dapat digantikan oleh pembaruan. Anda bertanggung jawab untuk memastikan bahwa aplikasi Anda memenuhi spesifikasi Anda. MICROCHIP TIDAK MEMBUAT PERNYATAAN ATAU JAMINAN DALAM BENTUK APA PUN BAIK TERSURAT MAUPUN TERSIRAT, TERTULIS ATAU LISAN, HUKUM ATAU LAINNYA, TERKAIT DENGAN INFORMASI, TERMASUK NAMUN TIDAK TERBATAS PADA KONDISI, KUALITAS, KINERJA, KELAYAKAN UNTUK DIPERDAGANGKAN ATAU KESESUAIAN UNTUK TUJUAN. Microchip menafikan semua tanggung jawab yang timbul dari informasi ini dan penggunaannya. Penggunaan perangkat Microchip dalam aplikasi pendukung kehidupan dan/atau keselamatan sepenuhnya menjadi risiko pembeli, dan pembeli setuju untuk membela, mengganti kerugian, dan membebaskan Microchip dari setiap dan semua kerusakan, klaim, tuntutan, atau biaya yang diakibatkan dari penggunaan tersebut. Tidak ada lisensi yang diberikan, secara implisit atau sebaliknya, berdasarkan hak kekayaan intelektual Microchip apa pun.

Merek Dagang

Nama dan logo Microchip, logo Microchip, dsPIC, KEELOQ, logo KEELOQ, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, logo PIC32, rfPIC dan UNI/O adalah merek dagang terdaftar dari Microchip Technology Incorporated di AS dan negara lain. FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, SEEVAL dan The Embedded Control Solutions Company adalah merek dagang terdaftar dari Microchip Technology Incorporated di USA Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard, dsPICDEM, dsPICDEM. net, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, Pemrograman Serial Dalam Sirkuit, ICSP, Mindi, MiWi, MPASM, logo Bersertifikat MPLAB, MPLIB, MPLINK, mTouch, Octopus, Pembuatan Kode Mahatahu, PICC, PICC- 18, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE, rfLAB, Select Mode, Total Endurance, TSHARC, UniWinDriver, WiperLock dan ZENA adalah merek dagang dari Microchip Technology Incorporated di AS dan negara lain. SQTP adalah merek layanan dari Microchip Technology Incorporated di AS. Semua merek dagang lain yang disebutkan di sini adalah milik perusahaannya masing-masing. © 2010, Microchip Technology Incorporated, Dicetak di AS, Semua Hak Dilindungi Undang-Undang.

Isi bersembunyi

1 PENJUALAN DAN LAYANAN DI SELURUH DUNIA

2 Dokumen / Sumber Daya

2.1 Referensi

3 Posting Terkait

PENJUALAN DAN LAYANAN DI SELURUH DUNIA

AMERIKA
Kantor Perusahaan
2355 Barat Chandler Blvd.
Chandler, AZ 85224-6199
Telp: Telepon: 480-792-7200
Fax: Telepon: 480-792-7277
Dukungan Teknis:
http://support.microchip.com
Web Alamat:
www.microchip.com