MICROCHIP AN1292 Tuning Guide User Guide
Dokumen iki nyedhiyakake prosedur langkah-langkah kanggo nglakokake motor kanthi algoritma sing diterangake ing AN1292 "Kontrol Berorientasi Medan Tanpa Sensor (FOC) kanggo Motor Sinkron Magnet Permanen (PMSM) Nggunakake Estimator PLL lan Wibawa Lapangan (FW)" (DS01292). ).
SETTING PARAMETER SOFTWARE
Kabeh paramèter configurable utama ditetepake ing userparms.h file. Adaptasi paramèter menyang format numerik internal rampung nggunakake tuning_params.xls Excel® spreadsheet (pirsani Figure 1-1). Iki file kalebu karo arsip AN1292 file, sing kasedhiya kanggo diundhuh saka Microchip websitus (www.microchip.com). Sawise ngetik informasi motor lan hardware menyang spreadsheet, parameter sing diwilang kudu dilebokake ing header userparms.h file, kaya sing dituduhake dening langkah-langkah ing ngisor iki.
GAMBAR 1-1: tuning_params.xls
STEP 1 - Isi ing tuning_params.xls Excel spreadsheet karo paramèter ing ngisor iki:
a) Puncak Voltage
Puncak voltage nggantosi vol puncaktage ing kapasitor link DC. Iku uga
makili DC voltage dhewe nalika sumber daya DC disambungake menyang link DC. Yen link DC diwenehake saka jembatan penyearah siji-phase, puncak AC voltage disambungake menyang rectifier:
V ACpuncak V ACrms = √ 2
b) Arus Puncak
Arus puncak nggambarake nilai nyata maksimum arus sing bisa dituduhake sacara internal, sing gumantung saka blok akuisisi. Ngelingi input maksimum kanggo ADC 3.3V, gain saka sirkuit akuisisi lan nilai shunts saiki nemtokake nilai maksimum saiki sing pas kanggo dsPIC® DSC perwakilan nomer internal. Kosok baline, arus sing perwakilan nomer internal ana ing wates ndhuwur, nuduhake arus puncak sing bisa dilebokake ing kolom spreadsheet Excel sing dituduhake.
GAMBAR 1-2: SIRKUIT KONDISI SINYAL
Kanggo sirkuit sing ditampilake ing Gambar 1-2 ing ndhuwur, sirkuit akuisisi saiki duwe ampkeuntungan saka:
Nilai resistor shunt kanggo MCLV yaiku 5 mΩ lan, kanthi vol maksimumtage ditampa ing input ADC saka 3.3V, asil ing maca saiki maksimum:
Elinga yen nilai Peak current (Imax) sing diwilang beda karo sing dituduhake ing spreadsheet Excel. file (Figure 1-1) - alesan sing nilai kaloro ditemtokake eksperimen minangka bakal diterangake mengko ing document iki (Langkah 3-d).
c) Periode PWM lan Wektu Mati
Periode PWM yaiku sampwektu ling lan kontrol kanggo algoritma iki (AN1292). Wektu mati nggambarake wektu sing dibutuhake kanggo piranti semikonduktor daya bisa pulih saka kahanan sadurunge supaya ora ana shoot-through ing sikil inverter. Nilai sing dilebokake ing kolom kasebut kudu pas karo sing digunakake. Piranti lunak demonstrasi sing kalebu ing cathetan aplikasi ngetrapake nilai 2 µs kanggo wektu mati, lan kanggo periode PWM, nilai 50 µs digunakake, yaiku frekuensi PWM 20 kHz.
d) Parameter Listrik Motor
Kanggo parameter Stator resistance (Rs), Stator inductance (Ls), lan Voltage pancet (Kfi) ketik mau saka informasi pabrikan motor utawa padha bisa ditemtokake eksperimen. Mangga deleng bagean "Tuning and Experimental Results" saka cathetan aplikasi, AN1292 kanggo rincian babagan ngitung Kfi kanthi eksperimen.
e) Kacepetan Nominal lan Maksimal
Kacepetan nominal minangka parameter sing diwenehake dening pabrikan lan nggambarake kacepetan sing bisa ditindakake kanthi arus nominal lan voltage kasedhiya ing piring motor. Kacepetan maksimum minangka parameter sing diwenehake dening pabrikan lan gumantung banget marang paramèter mekanik motor. Bisa uga diamati manawa kacepetan maksimal luwih dhuwur tinimbang kacepetan nominal, lan wilayah ing antarane ditutupi ing mode daya konstan, ing ngendi teknik lemah lapangan diwenehake.
f) Faktor Predivisi
Kolom predivision cocog karo konstanta skala sing digunakake kanggo ngetung asil pitungan nilai normal menyang sawetara perwakilan numerik, [-32768, 32767]. Skala Predivision ngirim ora mung nggawa konstanta menyang sawetara nanging uga, ing cilik saka vol kuwaliktage konstanta (Kfi), kanggo dibagi Nilai diwilang dhisikan supaya nalika iku ping pingan sesampunipun amarga technique weakening lapangan, iku ora kebanjiran sawetara perwakilan numerik. Faktor Predivision bisa ditemokake ing kode piranti lunak arupa divisi
istilah operasi (shift kiwa).
Kanggo example, NORM_LSDTBASE Skala Predivision yaiku 256 ing spreadsheet,
sing nuduhake ing baris kode ing ngisor iki:
taksiran.c
Minangka bisa diamati, tinimbang ngalih ngiwa karo 15, amarga saka predivision sadurungé karo 28, iku pungkasanipun pindah karo 7. Padha mengkono kanggo NORM_RS, kang predivided dening 2 kanggo njaga NORM_RS ing jangkoan, kang nyegah numerik. kebanjiran. Iki nyebabake bagean kode estim.c sing cocog kanggo ngimbangi predivisi awal kanthi owah-owahan 14 tinimbang 15:
Ing kasus NORM_INVKFIBASE, Predivision yaiku 2 lan perkalian mbalikke ditindakake ing baris kode ing ngisor iki:
STEP 2 - Ekspor diprodhuksi parameter kanggo userparms.h.
Nilai asil ing kolom sisih tengen sing diklompokaké minangka paramèter Output kudu dilebokake ing userparms.h file definisi sing cocog. Elinga yen item ing paramèter Output diwarnai kanthi cara sing beda-beda, sing nuduhake persis sing bakal disalin lan ditempelake langsung menyang kode piranti lunak.
STEP 3 - Pisanan, nyetel loop mbukak
a) Aktifake Open Loop Functioning
Tuning daur ulang mbukak bisa dioperasikake kanthi kapisah, kanthi ngaktifake #define khusus ing kode piranti lunak FOC; digunakake, transisi kanggo nutup kontrol daur ulang otomatis rampung. Priksa manawa sampeyan mateni transisi loop tertutup kanggo tuning awal loop mbukak.
b) Setel Parameter Open Loop
Scaling saiki
Konstanta prescaling kudu disetel kanggo ngganti output ADC kanggo cocog karo nilai nyata ing syarat-syarat tandha (arah), lan yen perlu, kanggo prescale menyang Nilai intermediary, nyukupi kanggo Processing luwih.
Faktor skala kanggo arus negatif amarga akuisisi kanggo shunt entuk pangerten mbalikke arus, lan mulane, nilai Q15 (-0.5) nuduhake perkalian (-1) saka nilai Q15 sing bali dening ADC.
Wiwitan Torsi Saiki
Pilih arus nominal kanggo motor sing diwenehake minangka titik wiwitan, kaya sing dituduhake ing ngisor iki (ing kasus iki, nilai 1.41). amperes digunakake):
Yen arus wiwitan sithik banget, beban ora bakal dipindhah. Yen dhuwur banget, motor bisa overheat yen mlaku ing daur ulang mbukak kanggo dangu.
Lock Time
Umumé, wektu kunci kanthi nilai sawetara atus milidetik dipilih
Nilai wektu kunci gumantung saka frekuensi PWM. Kanggo example, ing 20 kHz, Nilai 4000 bakal makili 0.2 detik.
Ramp Tambah Rate
Akselerasi puteran mbukak kudu disetel sekecil mungkin ing wiwitan. Sing luwih cilik nilai iki, luwih bisa motor diwiwiti kanthi torsi tahan utawa momen inersia sing luwih dhuwur.
Kacepetan pungkasan
Persiyapan Nilai kacepetan pungkasan minangka trade-off antarane efisiensi kontrol lan
watesan kacepetan minimal estimator kanggo ngira kacepetan lan posisi kanthi akurat. Biasane, pangguna pengin nyetel nilai kacepetan pungkasan loop mbukak paling sithik supaya transisi menyang fungsi loop tertutup sanalika bisa saka wiwitan. Elinga kompromi kasebut ing ndhuwur, nimbang kacepetan pungkasan saka sapratelo saka kacepetan nominal motor sing disetel kanggo wiwitan.
GAMBAR 1-3:
- Pengontrol Arus PI
Sawetara pedoman umum kanggo nyetel efektif pengontrol PI aplikasi iki yaiku: - Both controllers, on the D and Q axis, will have the same values for corresponding Proportional (D_CURRCNTR_PTERM, Q_CURRCNTR_PTERM), Integral (D_CURRCNTR_ITERM, Q_CURRCNTR_ITERM), Anti-windup Compensation (D_CURRCNTR_CTERM, Q_CURRCNTR_ITERM), and Minimum-Maximum (D_CURRCNTR_OUTMAX, Q_CURRCNTR_OUTMAX, D_CURRCNTR_OUTMIN, Q_CURRCNTR_OUTMIN) syarat.
- Umumé, nalika ana osilasi saiki, mudhunake istilah gain proporsional supaya gain integral saka 5 nganti 10 kaping luwih cilik tinimbang gain proporsional.
Gunakake nilai sing dituduhake ing ngisor iki minangka titik wiwitan.
c) Optimasi Parameter Loop Open
Setelan ing ndhuwur bakal ngaktifake operasi loop mbukak. Sawise diverifikasi manawa kabeh bisa digunakake kanthi persiyapan sing wis diterangake sadurunge, coba nyetel paramèter kanggo operasi sing luwih lancar lan efisien kanthi:
- nyuda arus torsi wiwitan
- nambah kacepetan ramp rate
- nyuda wektu kunci
- nyuda kacepetan pungkasan
STEP 4 - Tuning Operasi Loop Tertutup
a) Aktifake Close Loop Transition
Maju kanggo nutup loop tuning yen loop mbukak mlaku kanthi apik, kanthi ngilangi definisi makro OPEN_LOOP_FUNCTIONING.
b) Nyetel Parameter Close Loop
Tuning Offset Angle Awal
Transisi antarane daur ulang mbukak menyang daur ulang nutup nuduhake kesalahan perkiraan awal, sing kudu dipilih sadurunge sudut offset awal:
Gumantung ing torsi tahan beban, wayahe inersia, utawa gumantung ing konstanta electrical motor, ngowahi amba kanggo ngilangke glitches transisi daur ulang mbukak / nutup pungkasan.
Koefisien Filter Estimator
Konstanta standar sing disetel kanggo koefisien saringan kudu menehi asil apik kanggo paling motor. Nanging, nyuda koefisien bakal nyuda wektu tundha fase, sing bisa mbiyantu banget ing kecepatan dhuwur, ing ngendi variasi arus armature luwih cepet. Kompromi antarane peran nyaring lan efek counter back, introduksi shift fase, kudu digayuh.
PI Speed Controller
Kanggo tuning controller kacepetan, P lan aku gain bisa diatur nggunakake macem-macem cara. Kanggo informasi luwih lengkap, goleki "Pengontrol PID" ing Wikipedia websitus lan pindhah menyang bagean "Loop Tuning".
Kanggo kasus sing ora mbutuhake pengontrol kacepetan, mode torsi bisa diaktifake kanthi nemtokake TORQUE_MODE.
LANGKAH 5 - Opsional, Tune Parameter Kelemahan Lapangan Kacepetan Dhuwur
AWAS
Biasane, pabrikan motor nuduhake kacepetan maksimal sing bisa ditindakake dening motor tanpa rusak (sing bisa luwih dhuwur tinimbang kacepetan titik rem ing arus sing dirating). Yen ora, bisa ditindakake kanthi kecepatan sing luwih dhuwur nanging mung kanggo wektu sing sithik (intermiten) kanthi nganggep risiko demagnetisasi utawa karusakan mekanik ing motor utawa piranti sing dipasang. Ing mode Field Weakening, yen controller dadi ilang amarga miscalculation saka amba ing kacepetan dhuwur ndhuwur Nilai nominal, kamungkinan kanggo ngrusak inverter wis cedhak. Alasane yaiku Back Electromotive Force (BEMF) bakal duwe nilai sing luwih gedhe tinimbang sing bakal dipikolehi kanggo kacepetan nominal, saéngga ngluwihi vol DC bus.tagNilai e, sing kudu ndhukung semikonduktor daya inverter lan kapasitor link DC. Wiwit tuning sing diusulake nyebabake koreksi koefisien iteratif nganti fungsi sing paling optimal, proteksi inverter kanthi sirkuit sing cocog kudu diowahi kanggo nangani volume sing luwih dhuwur.tages ing cilik saka stalling ing kacepetan dhuwur.
a) Nggawe Parameter Awal
Nominal lan kacepetan maksimum
Miwiti kanthi nilai kanggo RPM kacepetan nominal (yaiku, sawetara atus RPM kurang saka kacepetan motor). Ing mantan ikiample, motor dirating kanggo 3000 RPM; mulane, kita nyetel NOMINAL_SPEED_RPM kanggo 2800. Hubungi specification motor kanggo kacepetan weakening lapangan maksimum, lan ketik nilai iki menyang MAXIMUM_SPEED_RPM.
Elinga yen kanggo nilai kasebut ing ndhuwur (liwat) Kacepetan nominal, strategi lemah lapangan diaktifake, lan mulane, nyuda kacepetan nominal sing digunakake kanggo ngalusake transisi iki nyebabake energi tambahan digunakake kanggo nyuda fluks airgap, sing sakabèhé, ndadékaké menyang efficiency ngisor.
D-axis Referensi Saiki
D-axis referensi tabel goleki saiki (ID) wis nilai antarane 0 lan saiki stator nominal, mbagekke roto-roto ing 18 entri saka goleki. Arus stator nominal bisa dijupuk saka spesifikasi motor. Yen ora dingerteni, nilai iki bisa dikira-kira kanthi dibagi daya sing dirating liwat vol sing diratingtage.
Voltage Kuwalik konstan
Entri tabel lookup sing cocog karo kacepetan maksimal sing bisa ditindakake ing lemah lapangan sebanding karo persentage nambah kacepetan mekanik saka nominal nganti maksimal. Ing entri tabel lookup, angka-angka disebarake kanthi merata lan yen kuwalik voltage pancet kanggo kacepetan maksimum ngluwihi sawetara perwakilan numerik (32,767), nyetel faktor skala Predivision cocog. Elinga yen nomer ing ngisor iki dipérang dadi 2 (pirsani Figure 1-1).
Variasi induktansi
Kanggo tabel goleki variasi induktansi (LsOver2Ls0), nilai pisanan ing tabel kudu dadi setengah amarga induktansi kacepetan basa dibagi karo nilai tikel dhewe. Nilai iki kudu bisa kanggo paling motor.
b) Imbuhan Parameter Runtime
Yen asil mlaku piranti lunak ing kahanan iki bakal lapak motor ing kacepetan luwih saka nominal, iku amarga kasunyatan sing tabel lookup padha kapenuhan nilai kira-kira, kang ing sawetara titik ora cocog non-linearities nyata. Sawise kios motor, langsung mungkasi eksekusi program, njupuk Nilai saka indeks (FdWeakParm.qIndex) ing jendhela watch debugger. Indeks kasebut nuduhake titik ing ngendi nilai IDREF (ndeleng tabel IDREF ing Langkah 5a), kanthi urutan munggah, ora efektif lan kudu dianyari. Supaya luwih nambah kinerja, Nilai dituduhake dening indeks saiki ing tabel goleki kudu diganti dening Nilai dituduhake dening indeks sabanjuré (FdWeakParm.qIndex + 1) lan prilaku motor kudu dicenthang maneh. Kacepetan achievable kudu nambah lan mbaleni proses iki kaping pirang-pirang kacepetan maksimum kanggo referensi saiki nominal dileksanakake ing d-sumbu bakal tekan. Yen kacepetan maksimum sing dipikolehi kanggo arus nominal luwih murah tinimbang sing ditargetake, nilai absolut referensi saiki sumbu-d kudu ditambah ing ndhuwur nilai nominal. Minangka mantanample, yen 5500 RPM ora bisa tekan, ngganti IDREF_SPEED17 saiki saka -1.53 kanggo -1.60 lan nyoba maneh. Tambah referensi saiki kudu diwiwiti saka nilai sing dituduhake dening indeks ing ngendi motor mandheg. Nilai indeks kudu cocog karo kacepetan motor sing nyata, diukur ing poros nggunakake tachometer, mbudidaya manawa indeks golek diwilang nggunakake kacepetan referensi, dudu kacepetan nyata. Sawise mundhak d-saiki mandheg nambah kacepetan (nambah saiki kakehan umume bakal stall motor), indeks sing cocog karo kios bakal nuduhake ngendi Nilai kanggo induktansi kudu diatur (nambah utawa mudun regane). Tabel goleki variasi induktansi yaiku sing paling anyar dianyari.
Elinga rincian ing ngisor iki babagan fitur perlindungan kode ing piranti Microchip:
- Produk Microchip cocog karo spesifikasi sing ana ing Lembar Data Microchip tartamtu.
- Microchip percaya yen kulawarga produk minangka salah sawijining kulawarga sing paling aman ing pasar saiki, nalika digunakake kanthi cara sing dikarepake lan ing kahanan normal.
- Ana cara sing ora jujur lan bisa uga ilegal sing digunakake kanggo nglanggar fitur perlindungan kode. Kabeh cara kasebut, miturut kawruh kita, mbutuhake nggunakake produk Microchip ing njaba spesifikasi operasi sing ana ing Lembar Data Microchip. Paling kamungkinan, wong sing nindakake iku melu nyolong properti intelektual.
- Microchip gelem kerja sama karo pelanggan sing prihatin babagan integritas kode kasebut.
- Microchip utawa pabrikan semikonduktor liyane ora bisa njamin keamanan kode kasebut. Proteksi kode ora ateges kita njamin produk kasebut minangka "ora bisa dipecah."
Proteksi kode terus berkembang. Kita ing Microchip setya terus ningkatake fitur perlindungan kode produk kita. Upaya kanggo ngilangi fitur perlindungan kode Microchip bisa uga nglanggar Digital Millennium Copyright Act. Yen tumindak kasebut ngidini akses ora sah menyang piranti lunak utawa karya sing duwe hak cipta liyane, sampeyan bisa uga duwe hak kanggo nuntut relief miturut Undhang-undhang kasebut.
Informasi sing ana ing publikasi iki babagan aplikasi piranti lan liya-liyane diwenehake mung kanggo penak sampeyan lan bisa uga diganti karo nganyari. Sampeyan tanggung jawab kanggo mesthekake yen aplikasi sampeyan cocog karo spesifikasi sampeyan. MICROCHIP ora ana perwakilan UTAWA JAMINAN saka sembarang jenis apa EXPRESS UTAWA diwenehake, ditulis utawa lisan, statutory utawa liyane, RELATED TO INFORMASI, kalebu nanging ora winates TO KONDISI, QUALITY, KINERJA FOR ORPOSAN. Microchip nolak kabeh tanggung jawab sing muncul saka informasi iki lan panggunaane. Panggunaan piranti Microchip ing support urip lan / utawa aplikasi safety tanggung ing resiko panuku, lan panuku setuju kanggo defend, indemnify lan terus Microchip mbebayani saka samubarang lan kabeh karusakan, claims, cocog, utawa expenses asil saka nggunakake kuwi. Ora ana lisensi sing diwenehake, kanthi implisit utawa liya, miturut hak properti intelektual Microchip.
merek dagang
Jeneng lan logo Microchip, logo Microchip, dsPIC, KEELOQ, logo KEELOQ, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, logo PIC32, rfPIC lan UNI/O minangka merek dagang kadhaptar saka Microchip Technology Incorporated ing AS lan negara liyane. FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, SEEVAL lan The Embedded Control Solutions Company merek dagang kadhaptar saka Microchip Technology Incorporated ing USA Analog-kanggo-the-Digital Age, Aplikasi Maestro, CodeGuard, dsPICDEM, dsPICDEM. net, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN, EKONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, In-Circuit Serial Programming, ICSP, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB Certified logo, MPLIB, MPLINK, mTouch, Octopus, Omniscient Code Generation, PICC, PICC 18, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE, rfLAB, Pilih Mode, Total Endurance, TSHARC, UniWinDriver, WiperLock lan ZENA minangka merek dagang Microchip Technology Incorporated ing AS lan negara liyane. SQTP minangka tandha layanan saka Microchip Technology Incorporated ing Amerika Serikat. © 2010, Microchip Technology Incorporated, Dicithak ing AS, Kabeh Hak dilindhungi undhang-undhang.
SALES lan LAYANAN WORLDWIDE
AMERIKA
Kantor perusahaan
2355 West Chandler Blvd.
Chandler, AZ 85224-6199
Telpon: 480-792-7200
Fax: 480-792-7277
Dhukungan Teknis:
http://support.microchip.com
Web alamat:
www.microchip.com
Dokumen / Sumber Daya
 |
MICROCHIP AN1292 Tuning Guide [pdf] Pandhuan pangguna AN1292 Tuning Guide, AN1292, Tuning Guide, Guide |
