MICROCHIP AN1292 Stillingarhandbók Notendahandbók

Þetta skjal veitir skref-fyrir-skref aðferð til að keyra mótor með reikniritinu sem lýst er í AN1292 „Sensorless Field Oriented Control (FOC) for a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) Using a PLL Estimator and Field Weakening (FW)“ (DS01292) ).

STILLINGAR HUGBÚNAÐARFRÆÐUR
Allar helstu stillanlegar færibreytur eru skilgreindar í userparms.h file. Aðlögun færibreytanna að innra tölusniði fer fram með því að nota tuning_params.xls Excel® töflureikni (sjá mynd 1-1). Þetta file fylgir AN1292 skjalasafninu file, sem hægt er að hlaða niður af örflögunni webvefsvæði (www.microchip.com). Eftir að upplýsingar um mótor og vélbúnað hafa verið færðar inn í töflureiknið þarf að færa útreiknaðar færibreytur inn í userparms.h hausinn file, eins og fram kemur í eftirfarandi skrefum.

MYND 1-1: tuning_params.xls

SKREF 1 – Fylltu út tuning_params.xls Excel töflureikni með eftirfarandi breytum:
a) Peak Voltage
Hámark binditage táknar hámark voltage á DC hlekknum þéttum. Það líka
táknar DC binditage sjálft þegar DC aflgjafi er tengdur við DC hlekkinn. Ef DC hlekkurinn er veittur frá einfasa afriðunarbrú, er AC peak voltage er tengt við afriðlarann:

V ACpeak V ACrms = √ 2

b) Hámarksstraumur
Hámarksstraumur táknar hámarks raungildi straumsins sem hægt er að tákna innbyrðis, sem fer eftir öflunarblokkinni. Miðað við hámarksinntak til ADC upp á 3.3V, ávinningur öflunarrásanna og gildi straumshuntanna ákvarða hámarksgildi straumsins sem passar við dsPIC® DSC innri númeraframsetningu. Aftur á móti táknar straumur þar sem innri númeraframsetning er við efri mörk, hámarksstrauminn eins og hann kann að vera færður inn í tilgreindum Excel töflureikni.

MYND 1-2: KRAFSLÆÐI HRINGUR

Fyrir hringrásina sem sýnd er á mynd 1-2 hér að ofan, hefur núverandi öflunarrásir amplification hagnaður af:
Gildi shuntviðnáms fyrir MCLV er 5 mΩ og, með hámarksrúmmálitage samþykkt á ADC inntakinu 3.3V, leiðir til hámarks straums sem er:

Taktu eftir að reiknað gildi hámarksstraums (Imax) er frábrugðið því sem tilgreint er í Excel töflureikninum file (Mynd 1-1) – ástæðan er sú að annað gildið er ákvarðað með tilraunum eins og því verður lýst síðar í þessu skjali (Skref 3-d).
c) PWM tímabil og dauður tími
PWM tímabil er sampling og stjórnunartímabil fyrir þetta reiknirit (AN1292). Dauður tími táknar þann tíma sem þarf fyrir aflhálfleiðara tækin til að jafna sig frá fyrra ástandi þannig að engin skotárás á sér stað á neinum inverterfótum. Gildin sem færð eru inn í þessa reiti ættu að vera saman við þau sem notuð eru. Sýningarhugbúnaðurinn sem fylgir umsóknarskýrslunni útfærir gildið 2 µs fyrir dauðatíma og fyrir PWM tímabilið er gildið 50 µs notað, sem er PWM tíðni 20 kHz.
d) Rafmagnsbreytur mótors
Fyrir færibreyturnar Stator viðnám (Rs), Stator inductance (Ls), og Voltage fasti (Kfi) færðu þá inn úr upplýsingum frá framleiðanda mótorsins eða þeir geta verið ákvarðaðir með tilraunum. Vinsamlegast hafðu samband við "Tuning and Experimental Niðurstöður" hlutann í umsóknarskýrslunni, AN1292 fyrir upplýsingar um tilraunaútreikninga á Kfi.

e) Nafn- og hámarkshraði
Nafnhraði er færibreyta sem framleiðandi gefur upp og táknar þann hraða sem hægt er að ná með nafnstraumi og rúmmálitage fylgir á plötu mótorsins. Hámarkshraði er færibreyta sem framleiðandinn gefur upp og fer að mestu eftir vélrænum breytum mótorsins. Það má sjá að hámarkshraðinn er hærri en nafnhraði og svæðið þar á milli er þakið í stöðugri aflstillingu, þar sem sviðsveikingartæknin er gefið í skyn.
f) Forspárþættir
Fordeilingardálkur samsvarar kvarðafasta sem notaður er til að færa útreikninga á eðlilegum gildum í tölulega framsetningarsviðið, [-32768, 32767]. Fordeilingarkvarðinn ætti ekki aðeins að færa fastana inn á sviðið heldur einnig, ef um er að ræða andhverfutage fasti (Kfi), til að deila upphaflegu reiknaða gildi hans þannig að þegar það er margfaldað eftir á vegna sviðsveikingartækni, flæðir það ekki yfir tölulega framsetningarsviðið. Fordeilingarþættina má finna í hugbúnaðarkóðanum í formi skiptingar
rekstrartímabil (vinstri vakt).
Til dæmisample, NORM_LSDTBASE Fordeilingarskala er 256 í töflureikni,
sem endurspeglast í eftirfarandi línu kóða:

áætlað.c

Eins og sjá má, í stað þess að færa til vinstri með 15, vegna fyrri forgjafar með 28, er það loksins fært með 7. Sama gerist fyrir NORM_RS, sem er fordeilt með 2 til að halda NORM_RS innan marka, sem kemur í veg fyrir tölustafi flæða yfir. Þetta leiðir til þess að samsvarandi kóðahluti estim.c kemur til móts við upphafsupphlutunina með tilfærslu upp á 14 í stað 15:

Þegar um NORM_INVKFIBASE er að ræða er fordeilingin 2 og öfug margföldun er gerð á eftirfarandi kóðalínu:

SKREF 2 – Flytja út framleiddar færibreytur til userparms.h.
Gildin sem myndast í dálkum hægra megin, flokkuð sem Output færibreytur, á að færa inn í userparms.h file samsvarandi skilgreiningar. Taktu eftir því að atriðin á Output færibreytunum eru mismunandi lituð, sem gefur til kynna nákvæmlega hvaða þeirra á að afrita og líma beint inn í hugbúnaðarkóðann.

SKREF 3 - Fyrst skaltu stilla opna lykkjuna
a) Virkjaðu opna lykkjuvirkni
Hægt er að nota opna lykkjustillinguna sérstaklega með því að virkja sérstakan #define í FOC hugbúnaðarkóðanum; annars er skipt yfir í lokastýringu sjálfkrafa. Gakktu úr skugga um að þú slökkva á lokuðu lykkjuskiptingu fyrir upphafsstillingu á opinni lykkju.

b) Setja upp færibreytur fyrir opna lykkju
Núverandi mælikvarði
Stilla þarf forskalunarfastann til að aðlaga ADC-úttakið þannig að það samsvari raunverulegu gildi hvað varðar formerki (stefnu), og ef nauðsyn krefur, til að forskala það í milligildi sem er fullnægjandi fyrir frekari vinnslu.

Stuðningsstuðullinn fyrir strauma er neikvæður vegna þess að öflunin fyrir shunts er að fá öfuga skilning á straumunum og þess vegna táknar gildi Q15(-0.5) (-1) margföldun á Q15 gildinu sem ADC skilar.
Start-up Togstraumur
Veldu nafnstraum fyrir tiltekinn mótor sem upphafspunkt, eins og sýnt er hér að neðan (í þessu tilviki, gildið 1.41 amperes var notað):

Ef gangstraumurinn er of lítill mun álagið ekki hreyfast. Ef það er of hátt getur mótorinn ofhitnað ef hann gengur í opinni lykkju í langan tíma.

Lástími
Almennt er lástími með gildinu nokkur hundruð millisekúndur valinn

Gildi læsingartíma fer eftir PWM tíðni. Til dæmisample, við 20 kHz myndi gildið 4000 tákna 0.2 sekúndur.

Ramp Hækka hlutfall
Hröðun opinna lykkja ætti að vera eins lítil og hægt er í upphafi. Því minna sem þetta gildi er, því hæfari er mótorinn til að byrja með hærra viðnámsvægi eða tregðu.

Endahraði
Uppsetning lokahraðagilda er skipting milli skilvirkni stýringar og
Lágmarkshraða mats til að meta hraða og staðsetningu nákvæmlega. Venjulega myndi notandinn vilja stilla lokahraðagildi opinnar lykkja eins lágt og mögulegt er þannig að umskipti yfir í lokaða lykkju virkni eigi sér stað eins fljótt og auðið er frá ræsingu. Með hliðsjón af málamiðluninni sem lýst er hér að ofan skaltu íhuga lokahraða sem er þriðjungur af nafnhraða mótorsins sem er stilltur í byrjun.

MYND 1-3:

• PI straumstýringar
  Nokkrar almennar leiðbeiningar um skilvirka stillingu á PI-stýringum þessa forrits eru:
• Báðir stýringarnar, á D- og Q-ásnum, munu hafa sömu gildi fyrir samsvarandi hlutfallslega (D_CURRCNTR_PTERM, Q_CURRCNTR_PTERM), Integral (D_CURRCNTR_ITERM, Q_CURRCNTR_ITERM), Anti-windup Compensation (D_CURRCNTR_CTERM, QCURRCNTR_PTERM, QCURRCNTR_CTERM, QCURRCNTR-MAX, QCURRCNTR-MAX, QCURRCNTR_CTERM, QCURRCNTR_MAX, CNTR_OUTMAX, D_CURRCNTR_OUTMIN, Q_CURRCNTR_OUTMIN) skilmála.
• Almennt séð, hvenær sem straumsveifla á sér stað, lækkaðu hlutfallslegan ávinningstíma og tryggðu að samþættur ávinningur sé frá 5 til 10 sinnum minni en hlutfallslegur ávinningur.

Notaðu gildin sem sýnd eru hér að neðan sem upphafspunkt.

c) Fínstilling á opnum lykkjubreytum
Stillingarnar hér að ofan myndu virkja opna lykkjuaðgerð. Þegar búið er að sannreyna að allt virki vel með uppsetningunni sem áður var útskýrð, reyndu að fínstilla færibreyturnar fyrir sléttari og skilvirkari notkun með því að:

• minnkandi gangsnúningsstraum
• vaxandi hraða ramp hlutfall
• að stytta læsingartímann
• minnkandi endahraða

SKREF 4 – Stilling á lokaðri lykkjuaðgerð

a) Virkja Close Loop Transition
Stígðu áfram til að stilla loka lykkju þegar opna lykkjan er í lagi með því að fjarlægja skilgreininguna á OPEN_LOOP_FUNCTIONING fjölvaskilgreiningunni.

b) Setja upp lokastillingar
Upphafshornsstilling
Umskiptin á milli opinnar lykkju yfir í loka lykkju felur í sér upphafsmatsvillu, þar sem forvals á upphaflegu offsethorni er krafist:

Breyttu horninu til að koma í veg fyrir hugsanlega umbreytingargallann með opinni lykkju/loku lykkju, allt eftir þola tog álagsins, tregðu augnablikinu, eða eftir rafmagnsföstum mótorsins.

Áætlunarsíustuðlar
Sjálfgefna fastar sem settir eru upp fyrir stuðla síanna ættu að gefa góða raun fyrir flesta mótora. Engu að síður myndi lækka stuðlana minnka fasatöfina, sem gæti verið sérstaklega gagnlegt á miklum hraða, þar sem sveiflur í armature straumi eru hraðari. Það ætti að ná málamiðlun milli síunarhlutverksins og bakáhrifa þess, innleiðing á fasaskiptingu.

PI hraðastýring
Til að stilla hraðastýringuna er hægt að stilla P og I aukningu með því að nota margar aðferðir. Fyrir frekari upplýsingar, leitaðu að „PID Controller“ á Wikipedia websíðuna og farðu í hlutann „Loop Tuning“.

Í tilfellum þar sem ekki er þörf á hraðastýringu er hægt að virkja toghaminn með því að skilgreina TORQUE_MODE.

SKREF 5 - Valfrjálst, stilltu færibreytur háhraðasviðsveikingar

VARÚÐ
Venjulega gefur mótorframleiðandinn til kynna hámarkshraðann sem mótorinn getur náð án þess að hann skemmist (sem gæti verið hærri en hemlapunktshraðinn við nafnstraum). Ef ekki, er hægt að keyra hann á meiri hraða en aðeins í stuttan tíma (í hléum) að því gefnu að hætta sé á afsegulvæðingu eða vélrænni skemmdum á mótornum eða tækjunum sem eru tengd við hann. Í Field Weakening ham, ef stjórnandi tapast vegna rangrar útreiknings á horninu á miklum hraða yfir nafngildi, er möguleiki á að skemma inverterinn yfirvofandi. Ástæðan er sú að bakrafmagnið (BEMF) mun hafa hærra gildi en það sem fengist fyrir nafnhraðann og fer þar með yfir DC strætórúmmáliðtage gildi, sem aflhálfleiðarar og DC hlekkur þéttar þyrftu að standa undir. Þar sem stillingin sem lögð er til felur í sér endurteknar leiðréttingar á stuðlinum þar til bestu virkni er náð, ætti að breyta vörn invertersins með samsvarandi rafrásum til að takast á við hærri volumtages ef um stöðvun er að ræða á miklum hraða.

a) Setja upp upphafsfæribreytur
Nafn- og hámarkshraði
Byrjaðu með gildi fyrir nafnhraða RPM (þ.e. nokkur hundruð RPM minna en vélarhraði). Í þessu frvample, mótorinn er metinn fyrir 3000 RPM; því stillum við NOMINAL_SPEED_RPM á 2800. Skoðaðu mótorforskriftina fyrir hámarks veikingarhraða reitsins og sláðu þetta gildi inn í MAXIMUM_SPEED_RPM.

Vertu meðvituð um þá staðreynd að fyrir þessi gildi fyrir ofan (yfir) nafnhraða, er vallarveikingaraðferðin virkjuð og því þýðir það að lækka nafnhraðann sem notaður er til að jafna þessa umskipti að aukin orka fer í minnkun loftbilsflæðis, sem á heildina litið leiðir til minni skilvirkni.

D-ás núverandi tilvísun
D-ás viðmiðunarstraumsleittafla (ID) hefur gildi á milli 0 og nafnstórstraums, dreift jafnt á 18 færslur í uppflettingunni. Hægt er að taka nafnstatorstrauminn úr forskrift mótorsins. Ef það er óþekkt er hægt að nálgast þetta gildi með því að deila nafnafli yfir nafnrúmmáltage.

Voltage Constant Inverse
Færslan í uppflettitöflu sem samsvarar hámarkshraða sem hægt er að ná við veikingu á sviði er í réttu hlutfalli við prósentunatage um hækkun vélræns hraða úr nafngildum í hámarksgildi. Í uppflettitöflufærslunum eru gildin jafndreifð og ef andhverfa voltage fasti fyrir hámarkshraða fer yfir tölulega framsetningarsviðið (32,767), stilltu samsvarandi fordeilingarstuðull. Athugið að eftirfarandi tölum er deilt með 2 (sjá mynd 1-1).

Inductance Variation
Fyrir uppflettitöfluna fyrir inductance variation (LsOver2Ls0) ætti fyrsta gildi töflunnar alltaf að vera hálft þar sem grunnhraða inductance er deilt með eigin tvöfölduðu gildi. Þessi gildi ættu að virka fyrir flesta mótora.

b) Stilling á færibreytum keyrslutíma
Ef niðurstöður þess að keyra hugbúnaðinn við þessar aðstæður stöðva mótorinn á hærri hraða en nafngildi, er það vegna þess að uppflettitöflurnar voru fylltar með áætluðum gildum, sem á einhverjum tímapunkti passa ekki við raunveruleg ólínuleika. Þegar mótorinn stöðvast, stöðvaðu keyrslu forritsins samstundis, fanga gildi vísitölunnar (FdWeakParm.qIndex) í kembileitarglugganum. Vísitalan gefur til kynna þann stað þar sem gildi IDREF (sjá IDREF töfluna í skrefi 5a), í hækkandi röð, voru ekki virk og ætti að uppfæra. Til þess að bæta árangur enn frekar ætti að skipta út gildinu sem núverandi vísitala í uppflettitöflunni gefur til kynna fyrir gildið sem næsta vísitala gefur til kynna (FdWeakParm.qIndex + 1) og athuga hegðun mótorsins aftur. Hraði sem hægt er að ná ætti að aukast og endurtaka þetta ferli nokkrum sinnum á hámarkshraða fyrir nafnstraumviðmiðunina sem lagður er á d-ásinn. Ef hámarkshraðinn sem fæst fyrir nafnstrauminn er lægri en sá sem miðað er við, ætti að hækka algildið á d-ás straumviðmiðuninni umfram nafngildið. Sem fyrrverandiample, ef ekki næst 5500 RPM, breyttu IDREF_SPEED17 straumnum úr -1.53 í -1.60 og reyndu aftur. Hækkun d núverandi viðmiðunar ætti að byrja frá gildinu sem táknað er með vísitölunni þar sem mótorinn stöðvaðist. Vísitölugildið ætti að samsvara raunverulegum hraða mótorsins, mældur við skaftið með snúningshraðamæli, með það í huga að uppflettingarstuðullinn er reiknaður út frá viðmiðunarhraðanum, ekki raunhraðanum. Þegar d-straumaaukningin hættir að auka hraðann (að auka strauminn of mikið mun venjulega stöðva mótorinn), mun vísitalan sem samsvarar stöðvuninni gefa til kynna hvar gildið fyrir inductance ætti að breyta (hækka eða lækka gildi hans). Uppflettitafla fyrir inductance variation er sú síðasta sem er uppfærð.

Athugaðu eftirfarandi upplýsingar um kóðaverndareiginleikann á örmerkjatækjum:

• Örflöguvörur uppfylla forskriftina sem er að finna í tilteknu örmerkjagagnablaði þeirra.
• Microchip telur að vörufjölskyldan sé ein öruggasta fjölskyldu sinnar tegundar á markaðnum í dag, þegar þær eru notaðar á tilsettan hátt og við eðlilegar aðstæður.
• Það eru óheiðarlegar og hugsanlega ólöglegar aðferðir notaðar til að brjóta kóða verndareiginleikann. Allar þessar aðferðir, að því er við vitum, krefjast þess að Microchip vörurnar séu notaðar á annan hátt en þær rekstrarforskriftir sem er að finna í gagnablöðum Microchip. Líklegast er að sá sem gerir það stundar þjófnað á hugverkum.
• Microchip er reiðubúinn að vinna með viðskiptavininum sem hefur áhyggjur af heilleika kóða þeirra.
• Hvorki Microchip né nokkur annar hálfleiðaraframleiðandi getur ábyrgst öryggi kóðans síns. Kóðavernd þýðir ekki að við tryggjum vöruna sem „óbrjótanlega“.

Kóðavernd er í stöðugri þróun. Við hjá Microchip erum staðráðin í að bæta stöðugt kóðaverndareiginleika vara okkar. Tilraunir til að brjóta kóða verndareiginleika Microchip geta verið brot á Digital Millennium Copyright Act. Ef slíkar aðgerðir leyfa óheimilan aðgang að hugbúnaðinum þínum eða öðru höfundarréttarvarðu verki gætir þú átt rétt á að höfða mál samkvæmt þeim lögum.

Upplýsingar í þessu riti varðandi tækjaforrit og þess háttar eru aðeins veittar þér til þæginda og uppfærslur kunna að koma í stað þeirra. Það er á þína ábyrgð að tryggja að umsókn þín uppfylli forskriftir þínar. P MICROCHIP GERIR ENGIN STAÐSETNING EÐA ÁBYRGÐ AF NEIGU TEIKNI HVERT SKÝRT EÐA ÓBEINING, SKRIFTLIG EÐA MUNNLEG, LÖGBEÐIN EÐA ANNAÐ, TENGJAÐ UPPLÝSINGUM, Þ.M.T. Microchip afsalar sér allri ábyrgð sem stafar af þessum upplýsingum og notkun þeirra. Notkun örflögutækja í lífsbjörgunar- og/eða öryggisforritum er algjörlega á ábyrgð kaupanda og kaupandinn samþykkir að verja, skaða og halda örflögu skaðlausum fyrir hvers kyns tjóni, kröfum, málsókn eða kostnaði sem hlýst af slíkri notkun. Engin leyfi eru send, óbeint eða á annan hátt, samkvæmt neinum Microchip hugverkaréttindum.

Vörumerki

Nafnið og lógó örflögunnar, örmerkið, dsPIC, KEELOQ, KEELOQ merki, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, PIC32 merki, rfPIC og UNI/O eru skráð vörumerki Microchip Technology Incorporated í Bandaríkjunum og öðrum löndum. FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, SEEVAL og The Embedded Control Solutions Company eru skráð vörumerki Microchip Technology Incorporated í Bandaríkjunum Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard, dsPICDEM, dsPICDEM. net, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, In-Circuit Serial Programming, ICSP, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB Certified logo, MPLIB, MPLINK, mTouch, Octopus, Alvitur Code Generation, PICC-, PICC- 18, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE, rfLAB, Select Mode, Total Endurance, TSHARC, UniWinDriver, WiperLock og ZENA eru vörumerki Microchip Technology Incorporated í Bandaríkjunum og öðrum löndum. SQTP er þjónustumerki Microchip Technology Incorporated í Bandaríkjunum. Öll önnur vörumerki sem nefnd eru hér eru eign viðkomandi fyrirtækja. © 2010, Microchip Technology Incorporated, prentað í Bandaríkjunum, allur réttur áskilinn.

SALA OG ÞJÓNUSTA um allan heim

BANDARÍKIN
Skrifstofa fyrirtækja
2355 West Chandler Blvd.
Chandler, AZ 85224-6199
Sími: 480-792-7200
Fax: 480-792-7277
Tæknileg aðstoð:
http://support.microchip.com
Web Heimilisfang:
www.microchip.com

Skjöl / auðlindir

MICROCHIP AN1292 Stillingarleiðbeiningar [pdfNotendahandbók AN1292 Tuning Guide, AN1292, Tuning Guide, Guide

Heimildir

• Notendahandbók