STM32 בקרת מנוע SDK 6 שלבים חיישן קושחה פחות פרמטר
מפרטים
- שם המוצר: SDK של בקרת מנוע STM32 - אופטימיזציה של פרמטרים ללא חיישן קושחה ב-6 שלבים
- מספר דגם: UM3259
- עדכון: Rev 1 - נובמבר 2023
- יצרן: STMicroelectronics
- Webאֲתַר: www.st.com
מֵעַלview
המוצר מיועד ליישומי בקרת מנוע שבהם יש לקבוע את מיקום הרוטור ללא שימוש בחיישנים. הקושחה מייעלת את הפרמטרים לפעולה נטולת חיישן, ומאפשרת סנכרון של העברת צעדים עם מיקום הרוטור.
BEMF זיהוי מעבר אפס:
צורת הגל של כוח החשמל האחורי (BEMF) משתנה עם מיקום ומהירות הרוטור. שתי אסטרטגיות זמינות לזיהוי חציית אפס:
חישת EMF אחורית בזמן השבתה של PWM: השגת נפח פאזה צףtage על ידי ADC כאשר לא זורם זרם, זיהוי חציית אפס על סמך סף.
חישת EMF אחורי בזמן הפעלה של PWM: Center=tap voltage מגיע למחצית מכרך האוטובוסtagה, זיהוי חציית אפס על סמך סף (VS / 2).
STM32 בקרת מנוע SDK – אופטימיזציה של פרמטרים ללא חיישן קושחה ב-6 שלבים
מָבוֹא
מסמך זה מתאר כיצד לבצע אופטימיזציה של פרמטרי התצורה עבור אלגוריתם בן 6 שלבים ללא חיישנים. המטרה היא להשיג הליך הפעלה חלק ומהיר, אך גם התנהגות יציבה בלולאה סגורה. בנוסף, המסמך גם מסביר כיצד להגיע למעבר נכון בין זיהוי EMF אפס של EMF בזמן PWM OFF ו-PWM ON בזמן סיבוב המנוע במהירות גבוהה עם ווליוםtagטכניקת מצב נהיגה אלקטרונית. לפרטים נוספים על אלגוריתם הקושחה בן 6 השלבים והכרךtagטכניקת נהיגה מתוקשבת/נוכחית, עיין במדריך למשתמש הקשור הכלול בחבילת התיעוד של X-CUBE-MCSDK.
ראשי תיבות וקיצורים
| ראשי תיבות | תֵאוּר |
| MCSDK | ערכת פיתוח תוכנה לבקרת מנוע (X-CUBE-MCSDK) |
| HW | חוּמרָה |
| IDE | סביבת פיתוח משולבת |
| MCU | יחידת מיקרו-בקר |
| GPIO | קלט/פלט לשימוש כללי |
| ADC | ממיר מאנלוגי לדיגיטלי |
| VM | כרך ידtagמצב e |
| SL | ללא חיישן |
| BEMF | כוח אלקטרו-מוטיבי בחזרה |
| FW | קושחה |
| ZC | אפס מעבר |
| ממשק משתמש | ממשק משתמש גרפי |
| MC | שליטה מוטורית |
| OCP | הגנה מפני זרם יתר |
| PID | פרופורציונלי-אינטגרל-נגזרת (בקר) |
| SDK | ערכת פיתוח תוכנה |
| UI | ממשק משתמש |
| שולחן עבודה של MC | כלי שולחן עבודה לבקרת מנוע, חלק מ-MCSDK |
| טייס מוטורי | כלי טייס מוטורי, חלק מ-MCSDK |
מֵעַלview
במצב נהיגה ללא חיישן בן 6 שלבים, הקושחה מנצלת את הכוח האלקטרו-מוטיבי האחורי (BEMF) המורגש בשלב הצף. מיקומו של הרוטור מתקבל על ידי זיהוי חציית האפס של BEMF. זה נעשה בדרך כלל באמצעות ADC, כפי שמוצג באיור 1. בפרט, כאשר השדה המגנטי של הרוטור חוצה את שלב ה-Z הגבוה, נפח BEMF המקבילtage משנה את הסימן שלו (חציית אפס). כרך ה-BEMFtagניתן לשנות את קנה המידה של e בכניסת ADC, הודות לרשת נגדים המחלקת את הווליוםtage מגיע מהשלב המוטורי.
עם זאת, מכיוון שאות BEMF הוא פרופורציונלי למהירות, לא ניתן לקבוע את מיקום הרוטור בעת ההפעלה, או במהירות נמוכה מאוד. לכן, יש להאיץ את המנוע בלולאה פתוחה עד לנפח BEMF מספיקtagהושג. אותו BEMF כרךtage מאפשר סנכרון של העברת הצעדים עם מיקום הרוטור.
בפסקאות הבאות, מתוארים הליך האתחול ופעולת הלולאה הסגורה, יחד עם הפרמטרים לכוונון שלהם.
זיהוי חציית אפס BEMF
צורת הגל האחורית של EMF של מנוע ללא מברשות משתנה יחד עם מיקום ומהירות הרוטור והיא בצורת טרפז. איור 2 מציג את צורת הגל של הזרם וה-EMF האחורי לתקופה חשמלית אחת, כאשר הקו המוצק מציין את הזרם (מתעלמים מהגליות למען הפשטות), הקו המקווקו מייצג את הכוח האלקטרו-מוטיבי האחורי, והקואורדינטה האופקית מייצגת את החשמל. פרספקטיבה של סיבוב מנוע.
האמצע של כל שתי נקודות החלפת פאזות תואם לנקודה אחת שקוטביות הכוח האלקטרו-מוטיבי האחורי שלה משתנה: נקודת האפס. לאחר זיהוי נקודת החצייה, מועד החלפת הפאזה נקבע לאחר השהיה חשמלי של 30°. כדי לזהות את חציית האפס של ה-BEMF, הברז המרכזי כרךtage צריך להיות ידוע. הברז המרכזי שווה לנקודה שבה שלושת שלבי המנוע מחוברים זה לזה. מנועים מסוימים הופכים את הברז המרכזי לזמין. במקרים אחרים, ניתן לשחזר אותו באמצעות הכרךtage שלבים. האלגוריתם בן 6 השלבים שמתואר כאן מתקדםtage של נוכחות של רשת חישה BEMF המחוברת לפאזות המנוע המאפשרת לחשב את נפח הברז המרכזיtage.
- שתי אסטרטגיות שונות זמינות לזיהוי נקודת המעבר האפסית
- חישת EMF אחורי בזמן ה-PWM OFF
- חישת EMF אחורית בזמן ההפעלה של PWM (נתמך כרגע בכרךtagמצב e בלבד)
בזמן ה-PWM OFF, נפח השלב הצףtage נרכשת על ידי ה-ADC. מכיוון שלא זורם זרם בשלב הצף, והשניים האחרים מחוברים לאדמה, כאשר ה-BEMF חוצה אפס בשלב הצף, יש לו קוטביות שווה והפוכה על שאר הפאזות: מרכז הברז vol.tage לכן אפס. לפיכך, נקודת החצייה האפס מזוהה כאשר המרת ה-ADC עולה מעל, או יורדת מתחת, לסף מוגדר.
מצד שני, בזמן ה-PWM ON, פאזה אחת מחוברת ל-bus voltagה, ועוד אחד לקרקע (איור 3). במצב זה, הברז המרכזי כרךtage מגיע למחצית מהאוטובוס כרךtagערך e כאשר BEMF בשלב הצף הוא אפס. כמו בעבר, נקודת החצייה האפס מזוהה כאשר המרת ה-ADC עולה מעל (או יורדת מתחת) לסף מוגדר. האחרון מתאים ל- VS / 2.
עיצוב רשת חישה BEMF
באיור 4 מוצגת הרשת הנפוצה לתחושת BEMF. מטרתו היא לחלק את נפח הפאזה המנועיתtage להירכש כהלכה על ידי ה-ADC. יש לבחור את ערכי R2 ו-R1 בהתאם לנפח האוטובוסtagרמה e. המשתמש צריך להיות מודע לכך שהטמעת יחס R1 / (R2 + R1) נמוך בהרבה מהנדרש, אות BEMF עשוי להיגרם כנמוך מדי והבקרה אינה חזקה מספיק.
מצד שני, יחס גבוה מהנדרש יוביל להדלקה/כיבוי תכופים של דיודות ההגנה D1 שזרם ההתאוששות שלהן עלול להזרים רעש. הערך המומלץ הוא:
יש להימנע מערכים נמוכים מאוד עבור R1 ו-R2 כדי להגביל את הזרם המופק משלב המנוע.
R1 מחובר לפעמים ל-GPIO במקום ל-GND. זה מאפשר לרשת להיות מופעלת או מושבתת בזמן ריצה.
בקושחה בת 6 השלבים, ה-GPIO נמצא תמיד במצב איפוס והרשת מופעלת. עם זאת, יש לקחת בחשבון את הנוכחות הסופית של D3 כאשר מגדירים את ספי ה-BEMF עבור חישה בזמן ה-PWM ON: הוא מוסיף בדרך כלל 0.5÷0.7 V לסף האידיאלי.
C1 מיועד למטרות סינון ואסור לו להגביל את רוחב הפס האות בטווח תדרי PWM.
D4 ו-R3 מיועדים לפריקה מהירה של הצומת BEMF_SENSING_ADC במהלך החזרות PWM, במיוחד בווליום גבוהtagלוחות אלקטרוניים.
דיודות D1 ו-D2 הן אופציונליות ויש להוסיף אותן רק במקרה של סיכון להפרת הדירוג המרבי של ערוץ חישת BEMF ADC.
אופטימיזציה של פרמטרי אלגוריתם בקרה
הליך הפעלה
הליך האתחול מורכב בדרך כלל מרצף של שלוש שניותtages:
- יישור. הרוטור מיושר במיקום קבוע מראש.
- האצת לולאה פתוחה. הכרךtagפולסים e מופעלים ברצף קבוע מראש כדי ליצור שדה מגנטי שגורם לרוטור להתחיל להסתובב. קצב הרצף גדל בהדרגה כדי לאפשר לרוטור להגיע למהירות מסוימת.
- לעבור. ברגע שהרוטור הגיע למהירות מסוימת, האלגוריתם עובר לרצף בקרה של 6 שלבים בלולאה סגורה כדי לשמור על שליטה במהירות ובכיוון המנוע.
כפי שמוצג באיור 5, המשתמש יכול להתאים אישית את פרמטרי האתחול בשולחן העבודה של MC לפני יצירת הקוד. שני מצבי נהיגה שונים זמינים:
- כרך ידtagמצב e. האלגוריתם שולט במהירות על ידי שינוי מחזור העבודה של ה-PWM המופעל על שלבי המנוע: נפח שלב היעדtage מוגדר עבור כל מקטע של ה-startup profile
- מצב נוכחי. האלגוריתם שולט במהירות על ידי שינוי הזרם הזורם בשלבי המנוע: יעד נוכחי מוגדר עבור כל מקטע של ה-startup profile
איור 5. פרמטרי הפעלה בשולחן העבודה של MC
מַעֲרָך
באיור 5, שלב 1 תמיד מתאים לשלב היישור. הרוטור מיושר למצב 6 השלבים הקרוב ביותר ל"זווית החשמל הראשונית".
חשוב לציין כי כברירת מחדל, משך השלב 1 הוא 200 אלפיות השנייה. במהלך שלב זה מחזור העבודה מוגדל באופן ליניארי כדי להגיע לשלב היעד כרך שלבtagה (Phase Current, אם נבחר מצב הנהיגה הנוכחי). עם זאת, עם מנועים מגושמים או במקרה של אינרציה גבוהה, משך הזמן המוצע, או אפילו שלב היעדtagייתכן ש-e/Current לא יספיק כדי להתחיל כראוי את הסיבוב.
באיור 6 מסופקת השוואה בין מצב יישור שגוי למצב תקין.
אם ערך היעד או משך הזמן של שלב 1 אינם מספיקים כדי לאלץ את הרוטור למצב ההתחלה, המשתמש יכול לראות את המנוע רוטט מבלי להתחיל להסתובב. בינתיים, ספיגת הזרם עולה. במהלך התקופה הראשונה של הליך האתחול, הזרם עולה, אך המומנט אינו מספיק כדי להתגבר על האינרציה של המנוע. בחלק העליון של איור 6 (A), המשתמש יכול לראות את הגדלת הזרם. עם זאת, אין עדות ל-BEMF: לאחר מכן המנוע נתקע. לאחר תחילת שלב האצה, המיקום הלא ברור של הרוטור מונע מהאלגוריתם להשלים את הליך האתחול ולהפעיל את המנוע.
הגדלת כרךtagשלב e/נוכחי במהלך שלב 1 עשוי לפתור את הבעיה.
בכרךtagמצב e, כרך היעדtage במהלך האתחול ניתן להתאים אישית עם טייס המנוע ללא צורך בחידוש הקוד. ב-Motor Pilot, בקטע ה-Rev-up, אותו מקצוען תאוצהfile של איור 1 מדווח (ראה איור 7). שימו לב שכאן הכרךtagניתן להראות את הפאזה כפולס שהוגדר לרגיסטר הטיימר (יחידת S16A), או כמתאים לנפח היציאהtage (יחידת Vrms).
ברגע שהמשתמש מוצא את הערכים המתאימים ביותר המתאימים למנוע, ניתן ליישם ערכים אלו בפרויקט MC Workbench. זה מאפשר ליצור מחדש את הקוד כדי להחיל את ערך ברירת המחדל. הנוסחה שלהלן מסבירה את המתאם בין כרךtage phase ביחידות Vrms ו-S16A.
במצב הנוכחי, ב-Motor Pilot GUI, זרם היעד מוצג רק ב-S16A. ההמרה שלו ב ampהוא תלוי בערך ה-shunt וב- ampרווח חיזוק המשמש במעגל מגביל הזרם.
האצת לולאה פתוחה
באיור 5, שלב 2 מתאים לשלב התאוצה. רצף 6 השלבים מיושם כדי להאיץ את המנוע בלולאה פתוחה, ומכאן שמיקום הרוטור אינו מסונכרן עם רצף 6 השלבים. השלבים הנוכחיים אז גבוהים מהאופטימלי והמומנט נמוך יותר.
בשולחן העבודה של MC (איור 5) המשתמש יכול להגדיר מקטע תאוצה אחד או יותר. בפרט, עבור מנוע מגושם, מומלץ להאיץ אותו עם r איטי יותרamp להתגבר על האינרציה לפני ביצוע r תלול יותרamp. במהלך כל קטע, מחזור העבודה גדל באופן ליניארי כדי להגיע ליעד הסופי של הכרךtagשלב e/נוכחי של אותו קטע. לפיכך, הוא מאלץ את המעבר של השלבים במהירות המתאימה המצוינת באותה טבלת תצורה.
באיור 8, השוואה בין תאוצה עם כרךtage שלב (A) נמוך מדי ומספק אחד מתאים (B).
אם היעד כרךtage/זרם של שלב אחד או משך הזמן שלו אינו מספיק כדי לאפשר למנוע להגיע למהירות המתאימה, המשתמש יכול לראות את המנוע מפסיק להסתובב ומתחיל לרטוט. בחלק העליון של איור 8, הזרם גדל בפתאומיות כאשר המנוע נעצר בעוד, כאשר הוא מואץ כראוי, הזרם גדל ללא הפסקות. ברגע שהמנוע נעצר, הליך האתחול נכשל.
הגדלת כרךtage/current phase עשוי לפתור את הבעיה.
מצד שני, אם הכרךtagשלב e/current מוגדר גבוה מדי, מכיוון שהמנוע פועל בצורה לא יעילה בלולאה פתוחה, הזרם עלול לעלות ולהגיע לזרם היתר. המנוע נעצר לפתע, ואזעקת זרם יתר מוצגת על ידי טייס המנוע. התנהגות הזרם מוצגת באיור 9.
הפחתת כרךtage/current phase עשוי לפתור את הבעיה.
כמו שלב היישור, כרך היעדtagניתן להתאים את זמן הריצה ל-e/current במהלך ההפעלה עם פיילוט המנוע ללא צורך בחידוש הקוד. לאחר מכן, ניתן ליישם אותו בפרויקט MC Workbench כאשר מזוהה ההגדרה הנכונה.
לעבור
השלב האחרון בהליך האתחול הוא המעבר. במהלך שלב זה, האלגוריתם מנצל את ה-BEMF המורגש כדי לסנכרן את רצף 6 השלבים עם מיקום הרוטור. המעבר מתחיל בקטע המצוין בפרמטר המסומן בקו תחתון באיור 10. ניתן להגדיר אותו בסעיף פרמטר ההפעלה ללא חיישנים של שולחן העבודה של MC.
לאחר אות זיהוי BEMF אפס תקף (כדי למלא תנאי זה ראה סעיף 2.1), האלגוריתם עובר לפעולת לולאה סגורה. שלב המעבר עלול להיכשל מהסיבות הבאות:
- מהירות המעבר אינה מוגדרת כהלכה
- רווחי PI של לולאת המהירות גבוהים מדי
- הספים לזיהוי אירוע חציית האפס BEMF אינם מוגדרים כראוי
מהירות המעבר לא מוגדרת כהלכה
המהירות שבה מתחיל המעבר זהה כברירת מחדל למהירות היעד הראשונית שניתן להגדיר בסעיף הגדרות הכונן של שולחן העבודה של MC. המשתמש צריך להיות מודע לכך שברגע שלולאת המהירות נסגרת, המנוע מואץ באופן מיידי ממהירות המעבר למהירות היעד. אם שני הערכים הללו רחוקים מאוד זה מזה, עלול להתרחש כשל בזרם יתר.
רווחי PI של לולאת המהירות גבוהים מדי
במהלך המעבר, האלגוריתם עובר מאילץ רצף מוגדר מראש למדידת המהירות ולחשב את ערכי הפלט בהתאם. לפיכך, הוא מפצה את המהירות בפועל שהיא תוצאה של תאוצת הלולאה הפתוחה. אם עליות ה-PI גבוהות מדי, ניתן לחוות אי יציבות זמנית, אך היא עלולה להוביל לכשל בזרם יתר אם מוגזם.
איור 11 מציג ודוגמהample של חוסר יציבות כזו במהלך המעבר מפעולת לולאה פתוחה לפעילות לולאה סגורה.
ספי BEMF שגויים
- אם מוגדרים ספי BEMF שגויים, חציית האפס מזוהה מראש או מאוחר. זה מעורר שתי השפעות עיקריות:
- צורות הגל הן אסימטריות והשליטה לא יעילה המובילה לאדוות מומנט גבוהות (איור 12)
- לולאת המהירות הופכת ללא יציבה על ידי ניסיון לפצות על אדוות המומנט
- המשתמש יחווה בקרת מהירות לא יציבה, ובמקרים הגרועים ביותר, ביטול סנכרון של נהיגת המנוע עם הבקרה שיוביל לאירוע זרם יתר.
- ההגדרה הנכונה של ספי BEMF היא חיונית לביצועים טובים של האלגוריתם. הספים תלויים גם בכרך האוטובוסtagהערך ורשת החישה. מומלץ לעיין בסעיף 2.1 כדי לבדוק כיצד ליישר את voltagרמות e לרמה הנומינלית שנקבעה בשולחן העבודה של MC.
פעולה בלולאה סגורה
אם המנוע משלים את שלב ההאצה, מזוהה חציית האפס BEMF. הרוטור מסונכרן עם רצף 6 השלבים ומתקבלת פעולת לולאה סגורה. עם זאת, ניתן לבצע אופטימיזציה נוספת של פרמטרים כדי לשפר את הביצועים.
לדוגמה, כפי שתואר בסעיף הקודם בסעיף 3.1.3 ("ספי BEMF שגויים"), לולאת המהירות, גם אם פועלת, עשויה להיראות לא יציבה וספי BEMF עשויים להזדקק לשיפור מסוים.
בנוסף, יש לקחת בחשבון את ההיבטים הבאים אם מנוע מתבקש לעבוד במהירות גבוהה או מונע עם מחזור עבודה PWM גבוה:
תדר PWM
- רווחי PI של לולאת מהירות
- שלב תקופת הריקת דה-מגנטיזציה
- השהיה בין חציית אפס למעבר שלבים
- מעבר בין זמן כיבוי של PWM לזמן הפעלה
תדר PWM
האלגוריתם בן 6 השלבים נטול החיישנים מבצע רכישה של BEMF בכל מחזור PWM. כדי לזהות כראוי את אירוע המעבר האפס, נדרש מספר מספיק של רכישות. ככלל אצבע, לפעולה תקינה, לפחות 10 רכישות מעל 60 זוויות חשמליות מעניקות סנכרון רוטור טוב ויציב.
לָכֵן
רווחי PI של לולאת מהירות
עליות PI של לולאת מהירות משפיעות על תגובת המנוע לכל פקודה של האצה או האטה. תיאור תיאורטי של אופן פעולתו של וסת PID הוא מעבר לתחום של מסמך זה. עם זאת, המשתמש חייב להיות מודע לכך שניתן לשנות את רווחי ווסת לולאת המהירות בזמן הריצה באמצעות טייס המנוע ולהתאים אותם לפי הצורך.
שלב תקופת הריקת דה-מגנטיזציה
דה-מגנטיזציה של השלב הצף היא תקופה לאחר השינוי באנרגיית הפאזה שבמהלכה, עקב פריקת הזרם (איור 14), קריאת EMF האחורית אינה אמינה. לכן, האלגוריתם חייב להתעלם מהאות לפני שהוא חלף. תקופה זו מוגדרת בספסל העבודה של MC כאחוזtage של שלב (60 מעלות חשמליות) וניתן לשנות את זמן הריצה באמצעות טייס המנוע כפי שמוצג באיור 15. ככל שמהירות המנוע גבוהה יותר, כך תקופת הדה-מגנטיזציה מהירה יותר. הדה-מגנטיזציה, כברירת מחדל, מגיעה לגבול תחתון שנקבע לשלושה מחזורי PWM ב-2/3 מהמהירות המותירה המקסימלית. אם שלב ההשראות של המנוע נמוך ואינו דורש זמן רב כדי לבטל את המגנט, המשתמש יכול להפחית את תקופת המיסוך או את המהירות שבה מוגדרת התקופה המינימלית. עם זאת, לא מומלץ להוריד את תקופת המיסוך מתחת ל-2 - 3 מחזורי PWM מכיוון שהבקרה עלולה לגרום לאי יציבות פתאומית במהלך המעבר בשלבים.
השהיה בין חציית אפס BEMF לבין העברת צעדים
לאחר שזוהה אירוע חציית האפס של BEMF, האלגוריתם ממתין בדרך כלל 30 מעלות חשמליות עד להמרת רצף שלבים (איור 16). בדרך זו, מעבר האפס ממוקם בנקודת האמצע של הצעד כדי למקד את היעילות המקסימלית.
כיוון שהדיוק של זיהוי חציית האפס תלוי במספר הרכישות, ומכאן בתדר PWM (ראה סעיף 3.2.1), דיוק הזיהוי שלו עשוי להפוך לרלוונטי במהירות גבוהה. לאחר מכן הוא יוצר אסימטריות ברורה של צורות הגל ואת העיוות של הזרם (ראה איור 17). ניתן לפצות על כך על ידי הפחתת ההשהיה בין זיהוי חציית אפס לבין העברת צעדים. השהיית חציית אפס יכולה להשתנות על ידי המשתמש באמצעות טייס המנוע כפי שמוצג באיור 18.
מעבר בין זמן כיבוי של PWM לזמן הפעלה
תוך הגדלת המהירות או זרם העומס (כלומר מומנט מוצא המנוע), מחזור העבודה של נהיגת ה-PWM גדל. לפיכך, הזמן לס'ampטווח ה-BEMF במהלך זמן ה-OFF מצטמצם. כדי להגיע ל-100% ממחזור העבודה, המרת ה-ADC מופעלת בזמן ה-ON של ה-PWM, ובכך עוברת מחישת BEMF בזמן ה-PWM OFF ל-PWM-ON-זמן.
תצורה שגויה של ספי BEMF בזמן ההפעלה מובילה לאותן בעיות המתוארות בסעיף 3.1.3 ("ספי BEMF שגויים").
כברירת מחדל, ספי חישת BEMF ON מוגדרים למחצית מנפח האוטובוסtagה (ראה סעיף 2.1). על המשתמש לקחת בחשבון שהסף בפועל תלוי בנפח האוטובוסtage ערך ורשת חישה. עקוב אחר האינדיקציות בסעיף 2.1 והקפד ליישר את הווליוםtagרמה e לערך הנומינלי בשולחן העבודה של MC.
ערכי הספים ומחזור העבודה של PWM שבהם האלגוריתם מחליף בין חישת OFF ל-ON ניתנים להגדרה של זמן ריצה דרך טייס המנוע (איור 19) וזמינים בכרךtagנהיגה במצב e בלבד.
פתרון בעיות
מה אני צריך לדאוג כדי לסובב נכון מנוע עם אלגוריתם 6 שלבים נטול חיישנים? סיבוב מנוע עם אלגוריתם 6 שלבים נטול חיישנים מרמז על היכולת לזהות כראוי את אות BEMF, להאיץ את המנוע, וכן לסנכרן את הרוטור עם אלגוריתם הבקרה. המדידה הנכונה של אותות BEMF טמונה בתכנון היעיל של רשת החישה BEMF (ראה סעיף 2.1). היעד כרךtagה (כרךtagנהיגה במצב e) או זרם (נהיגה במצב נוכחי) במהלך רצף האתחול תלוי בפרמטרים של המנוע. ההגדרה (ובסופו של דבר משך) של הכרךtagשלב e/נוכחי במהלך שלבי יישור, האצה ומעבר הם חיוניים להליך מוצלח (ראה סעיף 3).
בסופו של דבר, הסנכרון של הרוטור והיכולת להגביר את מנוע המהירות עד למהירות המדורגת תלויים באופטימיזציה של תדר PWM, ספי BEMF, תקופת דה-מגנטיזציה ועיכוב בין זיהוי חציית אפס למעבר צעדים, כמתואר ב- סעיף 3.2.
מהו הערך הנכון של מחלק הנגד BEMF?
על המשתמש להיות מודע לכך שערך מחלק נגד BEMF שגוי עלול להסיר כל סיכוי להניע נכון את המנוע. לפרטים נוספים כיצד לתכנן את רשת החישה BEMF, עיין בסעיף 2.1.
כיצד אוכל להגדיר את הליך האתחול?
- כדי לייעל את תהליך האתחול, מומלץ להגדיל את משך כל שלב בשלב ה-Rev-up למספר שניות. לאחר מכן ניתן להבין האם המנוע מאיץ כראוי, או באיזה מהירות/שלב של הליך הלולאה הפתוחה הוא נכשל.
- לא כדאי להאיץ מנוע בעל אינרציה גבוהה עם r תלול מדיamp.
- אם הכרך המוגדרtagהפאזה או השלב הנוכחי נמוך מדי, המנוע נתקע. אם הוא גבוה מדי, זרם היתר מופעל. הגדלת הנפח בהדרגהtagשלב ה' (כרךtagנהיגה במצב e) או זרם (נהיגה במצב נוכחי) במהלך שלבי היישור וההאצה מאפשרים למשתמש להבין את טווח הפעולה של המנוע. אכן, זה עוזר למצוא את האופטימום.
- כאשר מדובר במעבר לפעולת לולאה סגורה, יש להפחית את הרווחים של ה-PI בהתחלה כדי לשלול שאובדן שליטה או חוסר יציבות נובע מלולאת מהירות. בשלב זה, חשוב לוודא שרשת החישה של BEMF מתוכננת כהלכה (ראה סעיף 2.1) ושאות BEMF שנרכש כהלכה. המשתמש יכול לגשת לקריאה של ה-BEMF, ולשרטט אותו בטייס המנוע (ראה איור 20) על ידי בחירת האוגרים הזמינים BEMF_U, BEMF_V ו-BEMF_U בקטע העלילה ASYNC של הכלי. ברגע שהמנוע נמצא במצב Run, ניתן לייעל את רווחי בקר לולאת המהירות. לפרטים נוספים או אופטימיזציה של פרמטרים, ראה סעיף 3 וסעיף 3.2.
מה אני יכול לעשות אם המנוע לא זז בעת ההפעלה?
- בעת ההפעלה, כרך גדל באופן ליניאריtagה (כרךtagנהיגה במצב e) או זרם (נהיגה במצב נוכחי) מסופקים לשלבי המנוע. המטרה היא ליישר אותו במיקום ידוע ומוגדר מראש. אם הכרךtage אינו גבוה מספיק (במיוחד עם מנועים עם קבוע אינרציה גבוה), המנוע אינו זז וההליך נכשל. למידע נוסף על פתרונות אפשריים, עיין בסעיף 3.1.1.
מה אני יכול לעשות אם המנוע לא משלים את שלב התאוצה?
בדומה לשלב היישור, המנוע מואץ בלולאה פתוחה על ידי הפעלת נפח גדל באופן ליניאריtagה (כרךtagנהיגה במצב e) או זרם (נהיגה במצב נוכחי) לשלבי המנוע. ערכי ברירת המחדל אינם מתייחסים לעומס מכני המופעל בסופו של דבר, או שקבועי המנוע אינם מדויקים ו/או ידועים. לכן, הליך ההאצה עלול להיכשל עם עצירת מנוע או אירוע זרם יתר. למידע נוסף על פתרונות אפשריים, עיין בסעיף 3.1.2.
מדוע המנוע לא עובר ללולאת מהירות סגורה?
אם המנוע מאיץ כראוי למהירות היעד אך הוא עוצר לפתע, ייתכן שמשהו לא בסדר בתצורת סף BEMF או שבקר ה-PI יגבר. עיין בסעיף 3.1.3 לפרטים נוספים.
מדוע לולאת המהירות נראית לא יציבה?
צפויה עלייה של רעש המדידה עם המהירות מכיוון שככל שהמהירות גבוהה יותר, מספר ה-BEMF נמוך יותרamples עבור זיהוי חציית אפס, וכתוצאה מכך, דיוק החישוב שלו. עם זאת, חוסר יציבות מוגזמת של לולאת המהירות עשויה להיות גם סימפטום של סף BEMF שגוי או רווחי PI שאינם מוגדרים כראוי, כפי שהודגש בסעיף 3.1.3.
- כיצד אוכל להגביר את המהירות המקסימלית שניתן להגיע אליה?
המהירות המרבית הניתנת להשגה מוגבלת בדרך כלל על ידי מספר גורמים: תדר PWM, אובדן סנכרון (עקב תקופת דה-מגנטיזציה מופרזת או עיכוב שגוי בין זיהוי חציית אפס לשינוי צעד), ספי BEMF לא מדויקים. לפרטים נוספים כיצד לבצע אופטימיזציה של רכיבים אלה, עיין בסעיף 3.2.1, סעיף 3.2.3, סעיף 3.2.4 וסעיף 3.2.5.
מדוע המנוע נעצר לפתע במהירות מסוימת?
סביר להניח שזה נובע מתצורת סף BEMF לא מדויקת של PWM בעת חישה. עיין בסעיף 3.2.5 לפרטים נוספים.
היסטוריית גרסאות
טבלה 2. היסטוריית גרסאות של מסמך
| תַאֲרִיך | גִרְסָה | שינויים |
| 24-2023 בנובמבר | 1 | שחרור ראשוני. |
הודעה חשובה - קרא בעיון
STMicroelectronics NV וחברות הבנות שלה ("ST") שומרות לעצמן את הזכות לבצע שינויים, תיקונים, שיפורים, שינויים ושיפורים במוצרי ST ו/או במסמך זה בכל עת ללא הודעה מוקדמת. על הרוכשים לקבל את המידע הרלוונטי העדכני ביותר על מוצרי ST לפני ביצוע הזמנות. מוצרי ST נמכרים בהתאם לתנאי המכירה של ST הקיימים בזמן אישור ההזמנה.
הרוכשים הם האחראים הבלעדיים לבחירה, לבחירה ולשימוש במוצרי ST ו-ST אינה נושאת באחריות לסיוע ביישום או לעיצוב מוצרי הרוכשים.
שום רישיון, מפורש או משתמע, לכל זכות קניין רוחני לא ניתן על ידי ST בזאת.
הרוכשים הם האחראים הבלעדיים לבחירה, לבחירה ולשימוש במוצרי ST ו-ST אינה נושאת באחריות לסיוע ביישום או לעיצוב מוצרי הרוכשים.
שום רישיון, מפורש או משתמע, לכל זכות קניין רוחני לא ניתן על ידי ST בזאת.
מכירה חוזרת של מוצרי ST עם הוראות שונות מהמידע המפורט כאן תבטל כל אחריות שניתנה על ידי ST עבור מוצר זה.
ST והלוגו של ST הם סימנים מסחריים של ST. למידע נוסף על סימני מסחר ST, עיין ב www.st.com/trademarkס. כל שאר שמות המוצרים או השירותים הם רכושם של בעליהם בהתאמה.
המידע במסמך זה מחליף ומחליף מידע שסופק בעבר בכל גרסאות קודמות של מסמך זה.
© 2023 STMicroelectronics - כל הזכויות שמורות
ST והלוגו של ST הם סימנים מסחריים של ST. למידע נוסף על סימני מסחר ST, עיין ב www.st.com/trademarkס. כל שאר שמות המוצרים או השירותים הם רכושם של בעליהם בהתאמה.
המידע במסמך זה מחליף ומחליף מידע שסופק בעבר בכל גרסאות קודמות של מסמך זה.
© 2023 STMicroelectronics - כל הזכויות שמורות
מסמכים / משאבים
 |
STMicroelectronics STM32 מנוע בקרת SDK חיישן קושחה 6 שלבים פחות פרמטר [pdfמדריך למשתמש STM32 בקרת מנוע SDK 6 שלבים חיישן קושחה פחות פרמטר, בקרת מנוע SDK 6 שלבים חיישן קושחה פחות פרמטר, חיישן קושחה שלבים פחות פרמטר, חיישן קושחה פחות פרמטר, חיישן פחות פרמטר, פחות פרמטר, פרמטר |
