Водич за подесување на MICROCHIP AN1292 Упатство за употреба

Овој документ обезбедува чекор-по-чекор процедура за водење на мотор со алгоритам опишан во AN1292 „Контрола ориентирана кон поле без сензор (FOC) за синхрон мотор со постојан магнет (PMSM) со користење на PLL проценувач и слабеење на теренот (DS01292) ).

ПОСТАВУВАЊЕ НА ПАРАМЕТРИ НА СОФТВЕРОТ
Сите главни параметри што може да се конфигурираат се дефинирани во userparms.h file. Прилагодувањето на параметрите на внатрешниот нумерички формат се врши со помош на табеларната табела tuning_params.xls Excel® (види Слика 1-1). Ова file е вклучена во архивата AN1292 file, кој е достапен за преземање од Микрочипот webсајт (www.microchip.com). Откако ќе ги внесете информациите за моторот и хардверот во табелата, пресметаните параметри треба да се внесат во заглавието userparms.h file, како што е наведено со следните чекори.

СЛИКА 1-1: tuning_params.xls

ЧЕКОР 1 – Пополнете ја табеларната табела на Excel tuning_params.xls со следните параметри:
а) Peak Voltage
Peak voltage го претставува врвот voltage на кондензаторите на DC врска. Тоа исто така
претставува DC voltage самото кога едно напојување со еднонасочна струја е поврзано на DC врската. Ако DC врската се снабдува од еднофазен исправувачки мост, врвната јачина на наизменична струјаtage е поврзан со исправувачот:

V ACpeak V ACrms = √ 2

б) Врвна струја
Врвната струја ја претставува максималната реална вредност на струјата што може внатрешно да се претстави, што зависи од блокот за аквизиција. Земајќи го предвид максималниот влез во ADC од 3.3V, засилувањето на колото за аквизиција и вредноста на струјните шантови ја одредуваат максималната вредност на струјата што ќе се вклопи во dsPIC® DSC внатрешната репрезентација на броеви. Спротивно на тоа, струја чијшто внатрешен број претставува на горната граница, ја претставува врвната струја како што може да се внесе во наведеното поле за табеларни пресметки на Excel.

СЛИКА 1-2: КОЛО ЗА УСЛОЖУВАЊЕ СИГНАЛНИ

За колото претставено на Слика 1-2 погоре, колото за стекнување струја има ampдобивка од лификација на:
Вредноста на шантскиот отпорник за MCLV е 5 mΩ и, со максимален волуменtage прифатено на влезот ADC од 3.3V, резултира со максимално читање на струја од:

Забележете дека пресметаната вредност на врвната струја (Imax) се разликува од онаа наведена во табелата на Excel file (Слика 1-1) – причината е што втората вредност е експериментално одредена како што ќе биде опишано подоцна во овој документ (чекор 3-г).
в) Период на PWM и мртво време
Периодот PWM е сampling и контролен период за овој алгоритам (AN1292). Мртвото време го претставува времето потребно за енергетските полупроводнички уреди да се опорават од претходната состојба, така што нема да се случи пукање на која било нога на инвертерот. Вредностите внесени во овие полиња треба да се совпаѓаат со употребените. Софтверот за демонстрација вклучен во белешката за апликација имплементира вредност од 2 µs за мртво време, а за периодот PWM се користи вредност од 50 µs, што е PWM фреквенција од 20 kHz.
г) Електрични параметри на моторот
За параметрите Отпорност на статорот (Rs), индуктивност на статорот (Ls) и Voltage константа (Kfi) внесете ги од информациите на производителот на моторот или може да се определат експериментално. Консултирајте го делот „Подесување и експериментални резултати“ од белешката за апликација, AN1292 за детали за експериментално пресметување на Kfi.

д) Номинална и максимална брзина
Номиналната брзина е параметар обезбеден од производителот и ја претставува брзината што може да се постигне со номиналната струја и волуменотtagе наведено на плочата на моторот. Максималната брзина е параметар обезбеден од производителот и најмногу зависи од механичките параметри на моторот. Може да се забележи дека максималната брзина е поголема од номиналната брзина, а регионот помеѓу е покриен во режим на постојана моќност, каде што се подразбира техниката на слабеење на полето.
ѓ) Фактори на предвидување
Колоната за предвидување одговара на константа на скалирање што се користи за доведување на добиената пресметка на нормализираните вредности во опсегот на нумеричко претставување, [-32768, 32767]. Скалирањето на Predivision не само што треба да ги внесе константите во опсегот, туку, исто така, во случај на обратна јачинаtage константа (Kfi), за да се подели нејзината почетна пресметана вредност така што кога ќе се помножи потоа поради техниката на слабеење на полето, да не го прелее опсегот на нумеричкото претставување. Факторите на Predivision може да се најдат во софтверскиот код во форма на поделба
рок на работа (лево смена).
За прample, NORM_LSDTBASE Predivision скалирањето е 256 во табелата,
што се одразува во следната линија на код:

процени.в

Како што може да се забележи, наместо да се префрли налево со 15, поради претходното предвидување со 28, конечно се поместува со 7. Истото се случува и за NORM_RS, кој е поделен со 2 за да се задржи NORM_RS во опсегот, што спречува нумеричка прелевање. Ова резултира во соодветниот дел од кодот estim.c за да се спротивстави на почетната претделба со поместување од 14 наместо 15:

Во случај на NORM_INVKFIBASE, Predivision е 2 и обратното множење се врши на следната линија на код:

ЧЕКОР 2 – Извезете ги произведените параметри на userparms.h.
Добиените вредности во колоните од десната страна групирани како излезни параметри треба да се внесат во userparms.h file соодветните дефиниции. Забележете дека ставките на параметрите Излез се обоени поинаку, што прецизно означува кои од нив треба да се копираат и залепат директно во кодот на софтверот.

ЧЕКОР 3 – Прво, подесете ја отворената јамка
а) Активирајте го Функционирањето на отворена јамка
Подесувањето на отворена јамка може да се ракува одделно, со овозможување специјално #define во кодот на софтверот FOC; во спротивно, преминот кон контрола на затворена јамка се врши автоматски. Осигурајте се дека сте ја оневозможиле транзицијата на затворена јамка за првичното подесување на отворената јамка.

б) Поставете параметри за отворен циклус
Тековно скалирање
Потребно е да се постави константата за предскалирање за да се приспособи излезот на ADC да одговара на вистинската вредност во однос на знакот (насоката), и доколку е потребно, да се прескалира на посредна вредност, адекватна за понатамошна обработка.

Факторот на скалирање за струите е негативен бидејќи стекнувањето за шантови добива обратно чувство на струите, и затоа, вредноста на Q15(-0.5) претставува (-1) множење на вредноста Q15 вратена од ADC.
Струја на вртежен момент при стартување
Изберете ја номиналната струја за дадениот мотор како почетна точка, како што е наведено подолу (во овој случај, вредност од 1.41 ampсе користеше eres):

Ако струјата за стартување е премногу мала, товарот нема да се помести. Ако е превисоко, моторот може да се прегрее ако работи во отворена јамка подолг временски период.

Време на заклучување
Општо земено, се избира време на заклучување со вредност од неколку стотици милисекунди

Вредноста на времето на заклучување зависи од фреквенцијата на PWM. За прample, на 20 kHz, вредноста 4000 би претставувала 0.2 секунди.

Ramp Зголемете ја стапката
Забрзувањето на отворената јамка треба да се постави што е можно помало на почетокот. Колку е помала оваа вредност, толку е поспособен моторот да стартува со поголем отпорен вртежен момент или момент на инерција.

Крајна брзина
Поставувањето вредност на крајната брзина е компромис помеѓу ефикасноста на контролата и
минималното ограничување на брзината на проценувачот за прецизно да се процени брзината и положбата. Вообичаено, корисникот би сакал да ја постави вредноста на крајната брзина на отворен циклус што е можно пониско, така што транзициите кон функционирањето на затворената јамка ќе се случат што е можно поскоро од стартувањето. Имајќи го предвид компромисот наведен погоре, земете ја крајната брзина од една третина од номиналната брзина на моторот при подесување за почеток.

Слика 1-3:

• PI Тековни контролери
  Некои општи упатства за ефективно подесување на PI контролерите на оваа апликација се:
• Двата контролери, на оската D и Q, ќе ги имаат истите вредности за соодветните пропорционални (D_CURRCNTR_PTERM, Q_CURRCNTR_PTERM), интегрални (D_CURRCNTR_ITERM, Q_CURRCNTR_ITERM), компензација против превиткување (D_CURRCNTRNTRIM), и Q_CURRCNTR_PTERM_ Минимум-максимални (D_CURRCNTR_OUTMAX, Q_CURRCNTR_OUTMAX, D_CURRCNTR_OUTMIN, Q_CURRCNTR_OUTMIN) услови.
• Општо земено, секогаш кога ќе се случи тековната осцилација, намалете го терминот за пропорционално засилување, осигурувајќи се дека интегралното засилување е од 5 до 10 пати помало од пропорционалното засилување.

Користете ги вредностите прикажани подолу како почетна точка.

в) Отворете ја оптимизацијата на параметрите на јамката
Поставките погоре ќе овозможат операција со отворен циклус. Откако ќе се потврди дека сè работи добро со претходно објаснето поставување, обидете се да ги прилагодите параметрите за понепречено и поефикасно работење со:

• намалување на струјата на вртежниот момент при стартување
• зголемување на забрзувањето ramp стапка
• намалување на времето на заклучување
• намалување на крајната брзина

ЧЕКОР 4 – Подесување на операцијата затворена јамка

а) Овозможете транзиција на затворена јамка
Чекор напред за да го затворите подесувањето на јамката штом отворената јамка работи добро, со отстранување на дефиницијата на макро дефиницијата OPEN_LOOP_FUNCTIONING.

б) Поставете ги параметрите за затворена јамка
Почетно подесување на аголот
Преминот помеѓу отворена јамка во затворена јамка подразбира почетна грешка во проценката, за која е потребно претходно избирање на почетниот поместен агол:

Во зависност од отпорниот вртежен момент на оптоварувањето, моментот на инерција или во зависност од електричните константи на моторот, модифицирајте го аголот за да ги елиминирате евентуалните дефекти во транзицијата на отворена јамка/затворање јамка.

Коефициенти на филтер за проценител
Стандардните константи поставени за коефициентите на филтрите треба да дадат добри резултати за повеќето мотори. Сепак, намалувањето на коефициентите би го намалило доцнењето на фазата, што може да биде особено корисно при големи брзини, каде што варијацијата на струјата на арматурата е побрза. Треба да се постигне компромис помеѓу улогата на филтрирање и нејзиниот контра-повратен ефект, воведувањето на фазно поместување.

PI контролер на брзина
За подесување на контролорот за брзина, добивката P и I може да се прилагоди со користење на повеќе методи. За повеќе информации, побарајте „PID Controller“ на Википедија webстраница и одете во делот „Подесување на јамка“.

За случаи кога не е потребен контролер за брзина, режимот на вртежен момент може да се активира со дефинирање на TORQUE_MODE.

ЧЕКОР 5 – Изборно, подесете ги параметрите за слабеење на полето со голема брзина

ВНИМАНИЕ
Обично, производителот на моторот ја покажува максималната брзина што може да ја постигне моторот без да се оштети (што може да биде поголема од брзината на точката на сопирање при номинална струја). Ако не, можно е да се работи со поголеми брзини, но само за мали периоди (наизменично) со преземање на ризик од демагнетизација или механичко оштетување на моторот или на уредите прикачени на него. Во режимот Field Weakening, доколку контролорот се изгуби поради погрешна пресметка на аголот при голема брзина над номиналната вредност, можноста за оштетување на инвертерот е неизбежна. Причината е што Назадната електромоторна сила (BEMF) ќе има поголема вредност од онаа што би се добила за номиналната брзина, со што ќе ја надмине јачината на DC магистралатаtage вредност, којашто полупроводниците на инверторот и кондензаторите со еднонасочна врска треба да ја поддржат. Бидејќи предложеното прилагодување подразбира повторливи корекции на коефициентот додека не се постигне оптимално функционирање, заштитата на инвертерот со соодветното коло треба да се измени за да се справи со поголем волуменtages во случај на застој при големи брзини.

а) Поставете ги почетните параметри
Номинална и максимална брзина
Започнете со вредност за номинална брзина RPM (т.е. неколку стотини вртежи во минута помала од номиналната брзина на моторот). Во овој ексampле, моторот е оценет за 3000 вртежи во минута; затоа, поставивме NOMINAL_SPEED_RPM на 2800. Консултирајте ја спецификацијата на моторот за максималната брзина на слабеење на полето и внесете ја оваа вредност во MAXIMUM_SPEED_RPM.

Внимавајте на фактот дека за овие вредности над (над) номиналната брзина, стратегијата за слабеење на полето е овозможена, и затоа, намалувањето на номиналната брзина што се користи за измазнување на оваа транзиција подразбира дополнителна енергија да се троши за намалување на протокот на воздушниот јаз, што во целина доведува до помала ефикасност.

Тековна референца на D-оската
Табелата за пребарување на референтната струја на оската D (ID) има вредности помеѓу 0 и номиналната струја на статорот, рамномерно распоредени на 18 записи од пребарувањето. Номиналната струја на статорот може да се земе од спецификацијата на моторот. Ако е непознато, оваа вредност може да се приближи со делење на номиналната моќност над номиналната јачинаtage.

Voltagд Постојана инверзна
Внесувањето на табела за пребарување што одговара на максималната брзина што може да се постигне при слабеењето на полето е пропорционално на процентотtagд на зголемување на механичката брзина од номинални на максимални вредности. Во записите од табела за пребарување, вредностите се рамномерно распоредени и ако инверзниот волtage константата за максимална брзина го надминува опсегот на нумеричко претставување (32,767), прилагодете го соодветниот фактор на скалирање на Predivision. Забележете дека следните броеви се поделени со 2 (види Слика 1-1).

Варијација на индуктивност
За табела за пребарување на варијации на индуктивност (LsOver2Ls0), првата вредност во табелата секогаш треба да биде една половина, бидејќи основната брзина на индуктивноста е поделена со сопствената двојно зголемена вредност. Овие вредности треба да работат за повеќето мотори.

б) Прилагодување на параметрите за време на траење
Ако резултатите од работењето на софтверот во овие услови ќе го запрат моторот со брзина поголема од номиналната, тоа се должи на фактот што табелите за пребарување беа пополнети со проценети вредности, кои во одреден момент не се совпаѓаат со реалните нелинеарности. Штом моторот ќе застане, веднаш прекинете го извршувањето на програмата, зафаќајќи ја вредноста на индексот (FdWeakParm.qIndex) во прозорецот за часовник на дебагерот. Индексот ја означува точката каде што вредностите на IDREF (видете ја табелата IDREF во чекор 5а), во растечки редослед, не биле ефективни и треба да се ажурираат. За дополнително подобрување на перформансите, вредноста означена со тековниот индекс во табелата за пребарување треба да се замени со вредноста означена со следниот индекс (FdWeakParm.qIndex + 1) и повторно да се провери однесувањето на моторот. Достижливата брзина треба да се зголеми и ќе се постигне повторување на овој процес неколку пати од максималната брзина за референтната номинална струја наметната на оската d. Ако максималната брзина добиена за номиналната струја е помала од целната, апсолутната вредност на референтната струја на оската d треба да се зголеми над номиналната вредност. Како ексampако не може да се достигне 5500 RPM, сменете ја струјата IDREF_SPEED17 од -1.53 на -1.60 и обидете се повторно. Референтното зголемување на струјата d треба да се стартува од вредноста означена со индексот каде што застанал моторот. Вредноста на индексот треба да одговара на вистинската брзина на моторот, измерена на вратилото со помош на тахометар, имајќи предвид дека индексот на пребарување се пресметува со помош на референтната брзина, а не со вистинската брзина. Штом зголемувањето на d-струјата ќе престане да ја зголемува брзината (премногу зголемување на струјата генерално ќе го запре моторот), индексот што одговара на застојот ќе покаже каде треба да се прилагоди вредноста за индуктивноста (зголемување или намалување на неговата вредност). Табелата за пребарување на варијации на индуктивноста е последна што се ажурира.

Забележете ги следните детали за функцијата за заштита на кодот на уредите со микрочип:

• Производите со микрочип ги исполнуваат спецификацијата содржани во нивниот посебен лист со податоци за микрочипови.
• Микрочип верува дека неговото семејство на производи е едно од најбезбедните семејства од ваков вид на пазарот денес, кога се користи на предвидениот начин и во нормални услови.
• Постојат нечесни и можеби нелегални методи кои се користат за прекршување на функцијата за заштита на кодот. Сите овие методи, според нашите сознанија, бараат користење на производите на Микрочип на начин надвор од оперативните спецификации содржани во листовите со податоци на Микрочип. Најверојатно, лицето што го прави тоа е ангажирано во кражба на интелектуална сопственост.
• Микрочип е подготвен да работи со клиентот кој е загрижен за интегритетот на нивниот код.
• Ниту Microchip ниту кој било друг производител на полупроводници не може да ја гарантира безбедноста на нивниот код. Заштитата на кодот не значи дека гарантираме дека производот е „нескршлив“.

Заштитата на кодот постојано се развива. Ние во Микрочип сме посветени на континуирано подобрување на карактеристиките за заштита на кодот на нашите производи. Обидите да се прекине функцијата за заштита на код на Microchip може да биде прекршување на Законот за авторски права на дигиталниот милениум. Доколку таквите дела дозволуваат неовластен пристап до вашиот софтвер или друго дело заштитено со авторски права, можеби ќе имате право да тужите за ослободување според тој Закон.

Информациите содржани во оваа публикација во врска со апликациите на уредот и слично се обезбедени само за ваша погодност и може да бидат заменети со ажурирања. Ваша одговорност е да се осигурате дека вашата апликација ги исполнува вашите спецификации. МИКРОЧИП НЕ ПРАВИ НИКАКОВ ВИД НА ПРЕТСТАВУВАЊА ИЛИ ГАРАНЦИИ БИЛО ИЗРАЗНИ ИЛИ ИМПЛИЦИРАНИ, ПИСМЕНИ ИЛИ УСНИ, ЗАКОНСКИ ИЛИ ПОинаку, ПОВРЗАНИ СО ИНФОРМАЦИИТЕ, ВКЛУЧУВАЈЌИ ОГРАНИЧЕНО, НЕ ОГРАНИЧЕНО, ИЛИ ФИТНЕС ЗА НАМЕНА. Микрочип се оградува од секаква одговорност што произлегува од оваа информација и нејзината употреба. Употребата на уредите со микрочип во апликациите за одржување во живот и/или за безбедност е целосно на ризик на купувачот, а купувачот се согласува да го брани, обештети и чува безопасниот Микрочип од сите штети, барања, тужби или трошоци кои произлегуваат од таквата употреба. Ниту една лиценца не се пренесува, имплицитно или на друг начин, според правата на интелектуална сопственост на Микрочип.

Заштитни знаци

Името и логото на Microchip, логото на Microchip, dsPIC, KEELOQ, KEELOQ логото, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, PIC32 логото, rfPIC и UNI/O се регистрирани заштитни знаци на Microchip Technology Incorporated во САД и други земји. FilterLab, Хampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, SEEVAL и The Embedded Control Solutions Company се регистрирани заштитни знаци на Microchip Technology инкорпорирана во САД Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard, dsPICDEM,. мрежа, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, сериско програмирање во коло, ICSP, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB сертифицирано лого, MPLIB, MPLINK, mTouch, октопод, генерирање на сезнаен код, PICC, PICC-DEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE, rfLAB, Select Mode, Total Endurance, TSHARC, UniWinDriver, WiperLock и ZENA се заштитни знаци на Microchip Technology инкорпорирана во САД и други земји. SQTP е сервисна ознака на Microchip Technology инкорпорирана во САД Сите други трговски марки споменати овде се сопственост на нивните соодветни компании. © 18, Инкорпорирана технологија за микрочип, печатена во САД, сите права се задржани.

ПРОДАЖБА И УСЛУГ ВО СВЕТОТ

АМЕРИКА
Корпоративна канцеларија
2355 Западен Чендлер бул.
Чендлер, АЗ 85224-6199
тел: 480-792-7200
Факс: 480-792-7277
Техничка поддршка:
http://support.microchip.com
Web Адреса:
www.microchip.com

Документи / ресурси

Водич за подесување на MICROCHIP AN1292 [pdf] Упатство за корисникот Водич за подесување AN1292, AN1292, Водич за подесување, Водич

Референци

• Упатство за употреба