STM32 मोटर कंट्रोल SDK 6 स्टेप फर्मवेअर सेन्सर लेस पॅरामीटर
तपशील
- उत्पादनाचे नाव: STM32 मोटर कंट्रोल SDK – 6-स्टेप फर्मवेअर सेन्सर-लेस पॅरामीटर ऑप्टिमायझेशन
- मॉडेल क्रमांक: UM3259
- पुनरावृत्ती: पुनरावृत्ती 1 - नोव्हेंबर 2023
- निर्माता: STMicroelectronics
- Webसाइट: www.st.com
ओव्हरview
उत्पादन मोटर कंट्रोल ऍप्लिकेशन्ससाठी डिझाइन केले आहे जेथे सेन्सर न वापरता रोटरची स्थिती निर्धारित करणे आवश्यक आहे. फर्मवेअर सेन्सर-लेस ऑपरेशनसाठी पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करते, रोटरच्या स्थितीसह स्टेप कम्युटेशनचे सिंक्रोनाइझेशन सक्षम करते.
BEMF झिरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन:
बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स (BEMF) वेव्हफॉर्म रोटरची स्थिती आणि गतीसह बदलते. शून्य-क्रॉसिंग शोधण्यासाठी दोन धोरणे उपलब्ध आहेत:
पीडब्ल्यूएम ऑफ-टाइम दरम्यान बॅक ईएमएफ सेन्सिंग: फ्लोटिंग फेज व्हॉल्यूम मिळवाtagथ्रेशोल्डच्या आधारे शून्य-क्रॉसिंग ओळखून, कोणताही विद्युतप्रवाह नसताना ADC द्वारे e.
पीडब्ल्यूएम ऑन-टाइम दरम्यान बॅक ईएमएफ सेन्सिंग: सेंटर = टॅप व्हॉल्यूमtage बस व्हॉल्यूमच्या अर्ध्या भागापर्यंत पोहोचतेtage, थ्रेशोल्ड (VS/2) वर आधारित शून्य-क्रॉसिंग ओळखणे.
STM32 मोटर कंट्रोल SDK – 6-स्टेप फर्मवेअर सेन्सर-लेस पॅरामीटर ऑप्टिमायझेशन
परिचय
हा दस्तऐवज 6-चरण, सेन्सर-लेस अल्गोरिदमसाठी कॉन्फिगरेशन पॅरामीटर्स कसे ऑप्टिमाइझ करायचे याचे वर्णन करतो. एक गुळगुळीत आणि जलद स्टार्टअप प्रक्रिया प्राप्त करणे हे ध्येय आहे, परंतु एक स्थिर बंद-लूप वर्तन देखील आहे. याव्यतिरिक्त, दस्तऐवज हे देखील स्पष्ट करते की पीडब्लूएम ऑफ-टाइम दरम्यान बॅक ईएमएफ झिरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन आणि व्हॉल्यूमसह उच्च वेगाने मोटर फिरवताना पीडब्ल्यूएम ऑन-टाइम दरम्यान योग्य स्विच कसे करावे.tagई ड्रायव्हिंग मोड तंत्र. 6-चरण फर्मवेअर अल्गोरिदम आणि व्हॉल्यूम बद्दल अधिक तपशीलांसाठीtagई/करंट ड्रायव्हिंग तंत्र, X-CUBE-MCSDK दस्तऐवजीकरण पॅकेजमध्ये समाविष्ट असलेल्या संबंधित वापरकर्ता पुस्तिका पहा.
परिवर्णी शब्द आणि संक्षेप
| परिवर्णी शब्द | वर्णन |
| MCSDK | मोटर कंट्रोल सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंट किट (X-CUBE-MCSDK) |
| HW | हार्डवेअर |
| IDE | एकात्मिक विकास वातावरण |
| MCU | मायक्रोकंट्रोलर युनिट |
| GPIO | सामान्य-उद्देश इनपुट/आउटपुट |
| एडीसी | अॅनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर |
| VM | खंडtagई मोड |
| SL | सेन्सर-कमी |
| BEMF | मागे इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्ती |
| FW | फर्मवेअर |
| ZC | शून्य-पार |
| GUI | ग्राफिकल यूजर इंटरफेस |
| MC | मोटर नियंत्रण |
| OCP | ओव्हरकरंट संरक्षण |
| पीआयडी | आनुपातिक-अभिन्न-व्युत्पन्न (नियंत्रक) |
| SDK | सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंट किट |
| UI | वापरकर्ता इंटरफेस |
| एमसी वर्कबेंच | मोटर कंट्रोल वर्कबेंच टूल, MCSDK चा भाग |
| मोटर पायलट | मोटर पायलट टूल, MCSDK चा भाग |
ओव्हरview
6-स्टेप सेन्सर-लेस ड्रायव्हिंग मोडमध्ये, फर्मवेअर फ्लोटिंग टप्प्यावर जाणवलेल्या बॅक इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सचा (BEMF) उपयोग करतो. बीईएमएफचे शून्य-क्रॉसिंग शोधून रोटरची स्थिती प्राप्त केली जाते. हे सामान्यतः ADC वापरून केले जाते, आकृती 1 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. विशेषतः, जेव्हा रोटरचे चुंबकीय क्षेत्र उच्च-Z फेज ओलांडते, तेव्हा संबंधित BEMF व्हॉल्यूमtage त्याचे चिन्ह बदलते (शून्य-क्रॉसिंग). BEMF voltage हे ADC इनपुटवर मोजले जाऊ शकते, व्हॉल्यूम विभाजित करणाऱ्या रेझिस्टर नेटवर्कमुळेtagई मोटर टप्प्यातून येत आहे.
तथापि, BEMF सिग्नल वेगाच्या प्रमाणात असल्याने, रोटरची स्थिती स्टार्टअपच्या वेळी किंवा खूप कमी वेगाने निर्धारित केली जाऊ शकत नाही. म्हणून, पुरेसा बीईएमएफ व्हॉल्यूम होईपर्यंत मोटारला ओपन-लूपमध्ये वेग वाढवणे आवश्यक आहेtage पोहोचला आहे. ते BEMF व्हॉल्यूमtage रोटर पोझिशनसह स्टेप कम्युटेशनचे सिंक्रोनाइझेशन करण्यास अनुमती देते.
खालील परिच्छेदांमध्ये, स्टार्टअप प्रक्रिया आणि बंद-लूप ऑपरेशन, त्यांना ट्यून करण्यासाठी पॅरामीटर्ससह, वर्णन केले आहे.
BEMF झिरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन
ब्रशलेस मोटरचा मागील EMF वेव्हफॉर्म रोटरच्या स्थिती आणि गतीसह बदलतो आणि ट्रॅपेझॉइडल आकारात असतो. आकृती 2 एका विद्युतीय कालावधीसाठी वर्तमान आणि मागील EMF चे तरंग दर्शवते, जेथे घन रेखा विद्युत् प्रवाह दर्शवते (सरळपणासाठी तरंगांकडे दुर्लक्ष केले जाते), डॅश केलेली रेषा मागील इलेक्ट्रोमोटिव्ह शक्तीचे प्रतिनिधित्व करते आणि क्षैतिज समन्वय विद्युत शक्ती दर्शवते. मोटर रोटेशनचा दृष्टीकोन.
प्रत्येक दोन फेज-स्विचिंग पॉइंट्सच्या मध्यभागी एका बिंदूशी संबंधित आहे ज्याची मागील इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स ध्रुवता बदलली आहे: शून्य-क्रॉसिंग पॉइंट. एकदा झिरो-क्रॉसिंग पॉइंट ओळखल्यानंतर, 30° च्या विद्युत विलंबानंतर फेज-स्विचिंग क्षण सेट केला जातो. बीईएमएफचे शून्य-क्रॉसिंग शोधण्यासाठी, मध्यभागी टॅप व्हॉल्यूमtage माहित असणे आवश्यक आहे. मध्यभागी नळ हा बिंदूच्या समान आहे जेथे तीन मोटर चरण एकत्र जोडलेले आहेत. काही मोटर्स सेंटर टॅप उपलब्ध करून देतात. इतर प्रकरणांमध्ये, ते व्हॉल्यूमद्वारे पुनर्रचना केली जाऊ शकतेtage टप्पे. येथे वर्णन केलेले 6-चरण अल्गोरिदम ॲडव्हान घेतेtagमोटर फेजशी जोडलेल्या बीईएमएफ सेन्सिंग नेटवर्कची उपस्थिती जे केंद्र टॅप व्हॉल्यूमची गणना करण्यास अनुमती देतेtage.
- शून्य-क्रॉसिंग पॉइंट ओळखण्यासाठी दोन भिन्न धोरणे उपलब्ध आहेत
- पीडब्ल्यूएम ऑफ-टाइम दरम्यान बॅक ईएमएफ सेन्सिंग
- पीडब्ल्यूएम ऑन-टाइम दरम्यान बॅक ईएमएफ सेन्सिंग (सध्या व्हॉल्यूम मध्ये समर्थित आहेtagफक्त ई मोड)
PWM ऑफ-टाइम दरम्यान, फ्लोटिंग फेज व्हॉल्यूमtage ADC द्वारे अधिग्रहित केले आहे. फ्लोटिंग टप्प्यात कोणताही विद्युतप्रवाह वाहत नसल्यामुळे आणि इतर दोन जमिनीशी जोडलेले असल्याने, जेव्हा बीईएमएफ फ्लोटिंग टप्प्यात शून्य ओलांडतो, तेव्हा त्याची इतर टप्प्यांवर समान आणि विरुद्ध ध्रुवता असते: केंद्र टॅप व्हॉल्यूमtage म्हणून शून्य आहे. म्हणून, जेव्हा ADC रूपांतरण परिभाषित थ्रेशोल्डच्या वर वाढते किंवा खाली येते तेव्हा शून्य-क्रॉसिंग पॉइंट ओळखला जातो.
दुसरीकडे, PWM ऑन-टाइम दरम्यान, एक टप्पा बस व्हॉल्यूमशी जोडलेला आहेtage, आणि दुसरा जमिनीवर (आकृती 3). या स्थितीत, केंद्र टॅप व्हॉल्यूमtage बसच्या अर्ध्या भागापर्यंत पोहोचतेtagफ्लोटिंग टप्प्यातील BEMF शून्य असताना e मूल्य. पूर्वीप्रमाणेच, जेव्हा ADC रूपांतरण परिभाषित उंबरठ्याच्या वर (किंवा खाली येते) तेव्हा शून्य-क्रॉसिंग पॉइंट ओळखला जातो. नंतरचे VS/2 शी संबंधित आहे.
BEMF सेन्सिंग नेटवर्क डिझाइन
आकृती 4 मध्ये BEMF समजण्यासाठी सामान्यतः वापरले जाणारे नेटवर्क दाखवले आहे. त्याचा उद्देश मोटर फेज व्हॉल्यूम विभाजित करणे आहेtage योग्यरित्या ADC द्वारे अधिग्रहित करणे. R2 आणि R1 मूल्ये बस व्हॉल्यूमनुसार निवडणे आवश्यक आहेtage पातळी. वापरकर्त्याला याची जाणीव असणे आवश्यक आहे की R1 / (R2 + R1) प्रमाण आवश्यकतेपेक्षा खूपच कमी लागू केल्यास, BEMF सिग्नल खूप कमी होऊ शकतो आणि नियंत्रण पुरेसे मजबूत नाही.
दुसरीकडे, आवश्यकतेपेक्षा जास्त प्रमाणामुळे D1 संरक्षण डायोड वारंवार चालू/बंद होऊ शकतात ज्यांच्या रिकव्हरी करंटमुळे आवाज येऊ शकतो. शिफारस केलेले मूल्य आहे:
R1 आणि R2 साठी अत्यंत कमी मूल्ये मोटार फेजमधून टॅप केलेले विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी टाळणे आवश्यक आहे.
R1 कधीकधी GND ऐवजी GPIO शी जोडलेला असतो. हे नेटवर्कला रनटाइम सक्षम किंवा अक्षम करण्यास अनुमती देते.
6-चरण फर्मवेअरमध्ये, GPIO नेहमी रीसेट स्थितीत असतो आणि नेटवर्क सक्षम केले जाते. तथापि, PWM ऑन-टाइम दरम्यान सेन्सिंगसाठी BEMF थ्रेशोल्ड सेट करताना D3 च्या अंतिम उपस्थितीचा विचार करणे आवश्यक आहे: ते सहसा आदर्श थ्रेशोल्डमध्ये 0.5÷0.7 V जोडते.
C1 फिल्टरिंगच्या उद्देशाने आहे आणि PWM वारंवारता श्रेणीमध्ये सिग्नल बँडविड्थ मर्यादित करू नये.
D4 आणि R3 हे PWM कम्युटेशन दरम्यान BEMF_SENSING_ADC नोडच्या जलद डिस्चार्जसाठी आहेत, विशेषतः उच्च व्हॉल्यूममध्येtagई बोर्ड.
D1 आणि D2 डायोड पर्यायी आहेत आणि BEMF सेन्सिंग ADC चॅनेल कमाल रेटिंगचे उल्लंघन करण्याच्या जोखमीच्या बाबतीतच जोडले जाणे आवश्यक आहे.
नियंत्रण अल्गोरिदम पॅरामीटर्सचे ऑप्टिमायझेशन
स्टार्टअप प्रक्रिया
स्टार्टअप प्रक्रिया सामान्यतः तीन एसच्या क्रमाने बनलेली असतेtages:
- संरेखन. रोटर पूर्वनिर्धारित स्थितीत संरेखित आहे.
- ओपन-लूप प्रवेग. खंडtagचुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी पूर्वनिर्धारित अनुक्रमात डाळी लागू केल्या जातात ज्यामुळे रोटर फिरणे सुरू होते. रोटरला एका विशिष्ट गतीपर्यंत पोहोचण्यासाठी अनुक्रमाचा दर उत्तरोत्तर वाढवला जातो.
- स्विच-ओव्हर. एकदा का रोटरने ठराविक गती गाठली की, मोटारचा वेग आणि दिशा नियंत्रित ठेवण्यासाठी अल्गोरिदम बंद-लूप 6-चरण नियंत्रण क्रमावर स्विच करते.
आकृती 5 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, वापरकर्ता कोड व्युत्पन्न करण्यापूर्वी MC वर्कबेंचमधील स्टार्टअप पॅरामीटर्स सानुकूलित करू शकतो. दोन भिन्न ड्रायव्हिंग मोड उपलब्ध आहेत:
- खंडtagई मोड. अल्गोरिदम मोटर टप्प्यांवर लागू केलेल्या PWM च्या कर्तव्य चक्रात बदल करून वेग नियंत्रित करते: लक्ष्य फेज व्हॉल्यूमtage हे स्टार्टअप प्रोच्या प्रत्येक विभागासाठी परिभाषित केले आहेfile
- वर्तमान मोड. अल्गोरिदम मोटर टप्प्यात वाहणाऱ्या विद्युतप्रवाहात बदल करून वेग नियंत्रित करते: स्टार्टअप प्रोच्या प्रत्येक विभागासाठी वर्तमान लक्ष्य परिभाषित केले जातेfile
आकृती 5. MC वर्कबेंचमधील स्टार्टअप पॅरामीटर्स
संरेखन
आकृती 5 मध्ये, फेज 1 नेहमी संरेखन चरणाशी संबंधित आहे. रोटर "प्रारंभिक विद्युत कोन" च्या सर्वात जवळ असलेल्या 6-चरण स्थानावर संरेखित आहे.
हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की, डीफॉल्टनुसार, फेज 1 चा कालावधी 200 ms आहे. या चरणादरम्यान टार्गेट फेज व्हॉल्यूमपर्यंत पोहोचण्यासाठी कर्तव्य चक्र रेषेने वाढवले जातेtage (फेज करंट, वर्तमान ड्रायव्हिंग मोड निवडल्यास). तथापि, अवजड मोटर्ससह किंवा उच्च जडत्वाच्या बाबतीत, सूचित कालावधी किंवा अगदी लक्ष्य फेज व्हॉल्यूमtagरोटेशन योग्यरितीने सुरू करण्यासाठी e/Current पुरेसे असू शकत नाही.
आकृती 6 मध्ये, चुकीची संरेखन स्थिती आणि योग्य स्थिती यांच्यातील तुलना प्रदान केली आहे.
जर पहिल्या टप्प्याचे लक्ष्य मूल्य किंवा कालावधी रोटरला सुरुवातीच्या स्थितीत सक्ती करण्यासाठी पुरेसा नसेल, तर वापरकर्ता मोटर फिरवल्याशिवाय कंपन होताना पाहू शकतो. दरम्यान, वर्तमान शोषण वाढते. स्टार्टअप प्रक्रियेच्या पहिल्या कालावधीत, वर्तमान वाढते, परंतु मोटरच्या जडत्वावर मात करण्यासाठी टॉर्क पुरेसे नाही. आकृती 1 (A) च्या शीर्षस्थानी, वापरकर्ता वर्तमान वाढताना पाहू शकतो. तथापि, बीईएमएफचा कोणताही पुरावा नाही: मोटार नंतर थांबली आहे. एकदा प्रवेग चरण सुरू झाल्यानंतर, रोटरची अनिश्चित स्थिती अल्गोरिदमला स्टार्टअप प्रक्रिया पूर्ण करण्यापासून आणि मोटर चालवण्यापासून प्रतिबंधित करते.
व्हॉल्यूम वाढवणेtagफेज 1 मधील e/चालू टप्पा समस्येचे निराकरण करू शकतो.
खंड मध्येtage मोड, लक्ष्य खंडtage स्टार्टअप दरम्यान कोड पुन्हा निर्माण न करता मोटर पायलटसह सानुकूलित केले जाऊ शकते. मोटर पायलटमध्ये, रेव्ह-अप विभागात, समान प्रवेग प्रोfile आकृती 1 चा अहवाल दिला आहे (आकृती 7 पहा). लक्षात घ्या की येथे खंडtage फेज टाइमर रजिस्टर (S16A युनिट) मध्ये सेट केलेल्या पल्सच्या रूपात किंवा आउटपुट व्हॉल्यूमशी संबंधित म्हणून दर्शविला जाऊ शकतो.tage (Vrms युनिट).
एकदा वापरकर्त्याला मोटरसाठी योग्य असलेली योग्य मूल्ये सापडली की, ही मूल्ये MC वर्कबेंच प्रोजेक्टमध्ये लागू केली जाऊ शकतात. हे डीफॉल्ट मूल्य लागू करण्यासाठी कोड पुन्हा निर्माण करण्यास अनुमती देते. खालील सूत्र खंड मधील परस्परसंबंध स्पष्ट करतेtagVrms आणि S16A युनिट्समधील e फेज.
चालू मोडमध्ये, मोटर पायलट GUI मध्ये, लक्ष्य प्रवाह फक्त S16A मध्ये दर्शविला जातो. मध्ये त्याचे रूपांतरण amper शंट मूल्य आणि वर अवलंबून असते ampवर्तमान लिमिटर सर्किटरीमध्ये वापरला जाणारा लिफिकेशन गेन.
ओपन-लूप प्रवेग
आकृती 5 मध्ये, टप्पा 2 प्रवेग टप्प्याशी संबंधित आहे. ओपन-लूपमध्ये मोटारचा वेग वाढवण्यासाठी 6-चरण अनुक्रम लागू केला जातो, म्हणून, रोटरची स्थिती 6-चरण अनुक्रमासह समक्रमित केली जात नाही. सध्याचे टप्पे इष्टतमपेक्षा जास्त आहेत आणि टॉर्क कमी आहे.
MC वर्कबेंचमध्ये (आकृती 5) वापरकर्ता एक किंवा अधिक प्रवेग विभाग परिभाषित करू शकतो. विशेषतः, अवजड मोटरसाठी, त्यास धीमे आर सह गती देण्याची शिफारस केली जातेamp एक steeper r कामगिरी करण्यापूर्वी जडत्व मात करण्यासाठीamp. प्रत्येक विभागादरम्यान, व्हॉल्यूमच्या अंतिम लक्ष्यापर्यंत पोहोचण्यासाठी कर्तव्य चक्र रेषेने वाढवले जातेtagत्या विभागाचा e/वर्तमान टप्पा. अशा प्रकारे, ते त्याच कॉन्फिगरेशन टेबलमध्ये दर्शविलेल्या संबंधित वेगाने टप्प्यांचे कम्युटेशन सक्ती करते.
आकृती 8 मध्ये, व्हॉल्यूमसह प्रवेग दरम्यान तुलनाtage फेज (A) खूप कमी आणि एक योग्य (B) प्रदान केला आहे.
जर लक्ष्य व्हॉल्यूमtagएका टप्प्याचा ई/करंट किंवा त्याचा कालावधी मोटरला त्या संबंधित गतीपर्यंत पोहोचण्यास परवानगी देण्यासाठी पुरेसा नाही, वापरकर्ता मोटर फिरणे थांबते आणि कंपन सुरू होताना पाहू शकतो. आकृती 8 च्या शीर्षस्थानी, जेव्हा मोटार थांबते तेव्हा विद्युत् प्रवाह अचानक वाढतो आणि योग्यरित्या प्रवेग केल्यावर, विद्युत् प्रवाह खंडित न होता वाढतो. एकदा मोटर थांबली की, स्टार्टअप प्रक्रिया अयशस्वी होते.
व्हॉल्यूम वाढवणेtagई/चालू टप्पा समस्येचे निराकरण करू शकतो.
दुसरीकडे, जर व्हॉल्यूमtagपरिभाषित केलेला e/करंट टप्पा खूप जास्त आहे, कारण मोटार ओपन-लूपमध्ये अकार्यक्षमपणे चालत असल्याने, विद्युत प्रवाह वाढू शकतो आणि ओव्हरकरंटपर्यंत पोहोचू शकतो. मोटार अचानक थांबते आणि मोटर पायलटने ओव्हरकरंट अलार्म दाखवला. प्रवाहाचे वर्तन आकृती 9 मध्ये दर्शविले आहे.
खंड कमी करणेtagई/चालू टप्पा समस्येचे निराकरण करू शकतो.
संरेखन चरणाप्रमाणे, लक्ष्य व्हॉल्यूमtagकोड पुन्हा निर्माण न करता मोटर पायलटसह स्टार्टअप दरम्यान e/current रनटाइम सानुकूलित केले जाऊ शकते. नंतर, जेव्हा योग्य सेटिंग ओळखली जाते तेव्हा ते MC वर्कबेंच प्रोजेक्टमध्ये लागू केले जाऊ शकते.
स्विच-ओव्हर
स्टार्टअप प्रक्रियेचा शेवटचा टप्पा म्हणजे स्विच-ओव्हर. या चरणादरम्यान, रोटर स्थितीसह 6-चरण क्रम समक्रमित करण्यासाठी अल्गोरिदम सेन्स्ड BEMF चे शोषण करते. आकृती 10 मध्ये अधोरेखित केलेल्या पॅरामीटरमध्ये दर्शविलेल्या सेगमेंटमध्ये स्विच-ओव्हर सुरू होते. हे MC वर्कबेंचच्या सेन्सर-लेस स्टार्टअप पॅरामीटर विभागात कॉन्फिगर करण्यायोग्य आहे.
वैध BEMF झिरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन सिग्नलनंतर (ही स्थिती पूर्ण करण्यासाठी विभाग 2.1 पहा), अल्गोरिदम बंद-लूप ऑपरेशनवर स्विच करते. खालील कारणांमुळे स्विच-ओव्हर पायरी अयशस्वी होऊ शकते:
- स्विच-ओव्हर गती योग्यरित्या कॉन्फिगर केलेली नाही
- स्पीड लूपचे PI नफा खूप जास्त आहेत
- BEMF शून्य-क्रॉसिंग इव्हेंट शोधण्यासाठी थ्रेशोल्ड योग्यरित्या सेट केलेले नाहीत
स्विच-ओव्हर गती योग्यरित्या कॉन्फिगर केलेली नाही
ज्या गतीने स्विच-ओव्हर सुरू होतो तो डीफॉल्टनुसार प्रारंभिक लक्ष्य गती सारखाच असतो जो MC वर्कबेंचच्या ड्राइव्ह सेटिंग विभागात कॉन्फिगर केला जाऊ शकतो. वापरकर्त्याने हे लक्षात ठेवले पाहिजे की, स्पीड लूप बंद होताच, मोटर स्विच-ओव्हर स्पीडपासून टार्गेट स्पीडवर त्वरित वेगवान होते. ही दोन मूल्ये खूप दूर असल्यास, एक ओव्हरकरंट अपयश येऊ शकते.
स्पीड लूपचा PI नफा खूप जास्त आहे
स्विच-ओव्हर दरम्यान, वेग मोजण्यासाठी आणि त्यानुसार आउटपुट मूल्यांची गणना करण्यासाठी पूर्वनिर्धारित अनुक्रम सक्ती करण्यापासून अल्गोरिदम हलतो. अशाप्रकारे, ते ओपन-लूप प्रवेगचा परिणाम असलेल्या वास्तविक गतीची भरपाई करते. जर PI नफा खूप जास्त असेल तर, तात्पुरती अस्थिरता अनुभवली जाऊ शकते, परंतु अतिशयोक्तीपूर्ण असल्यास ते अयशस्वी होऊ शकते.
आकृती 11 शो आणि माजीampओपन-लूप ते क्लोज-लूप ऑपरेशनमध्ये संक्रमणादरम्यान अशा अस्थिरतेची स्थिती.
चुकीचे BEMF थ्रेशोल्ड
- चुकीचे BEMF थ्रेशोल्ड सेट केले असल्यास, शून्य-क्रॉसिंग एकतर आगाऊ किंवा उशीरा आढळून येते. हे दोन मुख्य प्रभावांना उत्तेजन देते:
- वेव्हफॉर्म्स असममित आहेत आणि नियंत्रण अकार्यक्षम आहे ज्यामुळे टॉर्कचे उच्च तरंग निर्माण होतात (आकृती 12)
- टॉर्कच्या लहरींची भरपाई करण्याचा प्रयत्न करून स्पीड लूप अस्थिर होतो
- वापरकर्त्याला अस्थिर वेग नियंत्रणाचा अनुभव येईल आणि सर्वात वाईट परिस्थितीत, नियंत्रणासह मोटर ड्रायव्हिंगचे डी-सिंक्रोनाइझेशन होईल ज्यामुळे ओव्हरकरंट घटना घडते.
- अल्गोरिदमच्या चांगल्या कामगिरीसाठी BEMF थ्रेशोल्डची योग्य सेटिंग महत्त्वपूर्ण आहे. थ्रेशोल्ड बसच्या व्हॉल्यूमवर देखील अवलंबून असतातtage मूल्य आणि सेन्सिंग नेटवर्क. खंड कसे संरेखित करावे हे तपासण्यासाठी विभाग 2.1 चा संदर्भ घेण्याची शिफारस केली जातेtagMC वर्कबेंचमधील नाममात्र एका सेटपर्यंत e पातळी.
बंद-लूप ऑपरेशन
जर मोटरने प्रवेग टप्पा पूर्ण केला, तर BEMF शून्य-क्रॉसिंग आढळले आहे. रोटर 6-चरण क्रमाने सिंक्रोनाइझ केले जाते आणि बंद-लूप ऑपरेशन प्राप्त होते. तथापि, कामगिरी सुधारण्यासाठी पुढील पॅरामीटर ऑप्टिमायझेशन केले जाऊ शकते.
उदाहरणार्थ, मागील विभाग 3.1.3 (“चुकीचे BEMF थ्रेशोल्ड”) मध्ये वर्णन केल्याप्रमाणे, स्पीड लूप, कार्य करत असला तरीही, अस्थिर दिसू शकतो आणि BEMF थ्रेशोल्डला काही शुद्धीकरणाची आवश्यकता असू शकते.
याव्यतिरिक्त, जर एखाद्या मोटरला उच्च गतीने किंवा उच्च PWM ड्युटी सायकलने चालविण्याची विनंती केली गेली असेल तर खालील बाबींचा विचार केला पाहिजे:
पीडब्ल्यूएम वारंवारता
- स्पीड लूप PI नफा
- डिमॅग्नेटायझेशन ब्लँकिंग कालावधी टप्पा
- झिरो-क्रॉसिंग आणि स्टेप कम्युटेशन दरम्यान विलंब
- PWM ऑफ-टाइम आणि ऑन-टाइम सेन्सिंग दरम्यान स्विच करा
पीडब्ल्यूएम वारंवारता
सेन्सर-लेस 6-चरण अल्गोरिदम प्रत्येक PWM सायकलमध्ये BEMF चे संपादन करते. शून्य-क्रॉसिंग इव्हेंट योग्यरित्या शोधण्यासाठी, पुरेशा प्रमाणात संपादन आवश्यक आहे. नियमानुसार, योग्य ऑपरेशनसाठी, 10 विद्युत कोनांपेक्षा कमीत कमी 60 अधिग्रहण चांगले आणि स्थिर रोटर सिंक्रोनाइझेशन देतात.
त्यामुळे
स्पीड लूप PI नफा
स्पीड लूप पीआय नफ्यांमुळे प्रवेग किंवा घसरणीच्या कोणत्याही कमांडला मोटरच्या प्रतिसादक्षमतेवर परिणाम होतो. PID नियामक कसे कार्य करते याचे सैद्धांतिक वर्णन या दस्तऐवजाच्या व्याप्तीच्या पलीकडे आहे. तथापि, वापरकर्त्याने हे लक्षात ठेवले पाहिजे की स्पीड लूप रेग्युलेटर नफा मोटर पायलटद्वारे रनटाइमच्या वेळी बदलला जाऊ शकतो आणि इच्छेनुसार समायोजित केला जाऊ शकतो.
डिमॅग्नेटायझेशन ब्लँकिंग कालावधी टप्पा
फ्लोटिंग फेजचे डिमॅग्नेटायझेशन हा फेज एनर्जीकरण बदलल्यानंतरचा कालावधी आहे ज्या दरम्यान, सध्याच्या डिस्चार्जमुळे (आकृती 14), बॅक EMF रीडिंग विश्वसनीय नाही. म्हणून, अल्गोरिदमने सिग्नल संपण्यापूर्वी त्याकडे दुर्लक्ष केले पाहिजे. हा कालावधी MC वर्कबेंचमध्ये एक टक्के म्हणून परिभाषित केला आहेtage एक पायरी (60 इलेक्ट्रिकल अंश) आणि आकृती 15 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे मोटर पायलटद्वारे रनटाइम बदलला जाऊ शकतो. मोटारचा वेग जितका जास्त असेल तितका विचुंबकीकरण कालावधी अधिक जलद होईल. डिमॅग्नेटायझेशन, डीफॉल्टनुसार, कमाल रेट केलेल्या गतीच्या 2/3 वर तीन PWM सायकल सेट केलेल्या कमी मर्यादेपर्यंत पोहोचते. जर मोटरचा इंडक्टन्स टप्पा कमी असेल आणि डिमॅग्नेटाइज करण्यासाठी जास्त वेळ लागत नसेल, तर वापरकर्ता मास्किंग कालावधी किंवा किमान कालावधी सेट केलेला वेग कमी करू शकतो. तथापि, मास्किंग कालावधी 2 - 3 PWM सायकलपेक्षा कमी करण्याची शिफारस केलेली नाही कारण पायरी कम्युटेशन दरम्यान नियंत्रण अचानक अस्थिरता आणू शकते.
BEMF झिरो-क्रॉसिंग आणि स्टेप कम्युटेशन दरम्यान विलंब
एकदा BEMF झिरो-क्रॉसिंग इव्हेंट आढळला की, अल्गोरिदम साधारणपणे स्टेप सीक्वेन्स कम्युटेशन (आकृती 30) होईपर्यंत 16 इलेक्ट्रिकल अंशांची प्रतीक्षा करते. अशाप्रकारे, शून्य-क्रॉसिंग जास्तीत जास्त कार्यक्षमतेला लक्ष्य करण्यासाठी पायरीच्या मध्यबिंदूवर स्थित आहे.
शून्य-क्रॉसिंग डिटेक्शनची अचूकता संपादनांच्या संख्येवर अवलंबून असल्याने, PWM वारंवारता (विभाग 3.2.1 पहा), त्याच्या शोधाची अचूकता उच्च वेगाने संबंधित होऊ शकते. ते नंतर तरंगरूपांची स्पष्ट असममितता आणि विद्युत् प्रवाहाची विकृती निर्माण करते (आकृती 17 पहा). झिरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन आणि स्टेप कम्युटेशनमधील विलंब कमी करून याची भरपाई केली जाऊ शकते. आकृती 18 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे झिरो-क्रॉसिंग विलंब वापरकर्त्याद्वारे मोटर पायलटद्वारे रनटाइम बदलला जाऊ शकतो.
PWM ऑफ-टाइम आणि ऑन-टाइम सेन्सिंग दरम्यान स्विच करा
वेग वाढवत असताना किंवा लोड करंट (म्हणजे मोटर आउटपुट टॉर्क म्हणायचे आहे), PWM ड्रायव्हिंगचे कर्तव्य चक्र वाढते. अशा प्रकारे, एस साठी वेळampऑफ-टाइम दरम्यान BEMF लिंग कमी केले जाते. ड्यूटी सायकलच्या 100% पर्यंत पोहोचण्यासाठी, PWM च्या ऑन-टाइम दरम्यान ADC रूपांतरण ट्रिगर केले जाते, अशा प्रकारे PWM ऑफ-टाइम दरम्यान BEMF सेन्सिंगवरून PWM ऑन-टाइमवर स्विच केले जाते.
ऑन-टाइम दरम्यान BEMF थ्रेशोल्डचे चुकीचे कॉन्फिगरेशन कलम 3.1.3 ("चुकीचे BEMF थ्रेशोल्ड") मध्ये वर्णन केलेल्या समान समस्यांना कारणीभूत ठरते.
डीफॉल्टनुसार, BEMF ऑन-सेन्सिंग थ्रेशोल्ड बस व्हॉल्यूमच्या अर्ध्या भागावर सेट केले जातातtage (विभाग २.१ पहा). वापरकर्त्याने विचार केला पाहिजे की वास्तविक थ्रेशोल्ड बस व्हॉल्यूमवर अवलंबून असतातtage मूल्य आणि संवेदन नेटवर्क. विभाग २.१ मधील संकेतांचे अनुसरण करा आणि व्हॉल्यूम संरेखित केल्याचे सुनिश्चित कराtagMC वर्कबेंच मधील नाममात्र एक सेट करण्यासाठी e पातळी.
थ्रेशोल्ड आणि PWM ड्यूटी सायकलची मूल्ये ज्यावर अल्गोरिदम ऑफ आणि ऑन-सेन्सिंग दरम्यान बदलले जातात ते मोटर पायलट (आकृती 19) द्वारे रनटाइम कॉन्फिगर करण्यायोग्य आहेत आणि व्हॉल्यूममध्ये उपलब्ध आहेतtagफक्त ई मोड ड्रायव्हिंग.
समस्यानिवारण
सेन्सर-लेस 6-स्टेप अल्गोरिदमसह मोटर योग्यरीत्या फिरवण्यासाठी मला काय काळजी घ्यावी लागेल? सेन्सर-लेस 6-स्टेप अल्गोरिदमसह मोटर फिरवणे म्हणजे BEMF सिग्नल योग्यरित्या शोधण्यात सक्षम असणे, मोटरला गती देणे आणि कंट्रोल अल्गोरिदमसह रोटर सिंक्रोनाइझ करा. BEMF सिग्नल्सचे योग्य मापन BEMF सेन्सिंग नेटवर्कच्या प्रभावी डिझाइनमध्ये आहे (विभाग 2.1 पहा). लक्ष्य खंडtage (खंडtagई मोड ड्रायव्हिंग) किंवा चालू (चालू मोड ड्रायव्हिंग) स्टार्टअप क्रम दरम्यान मोटर पॅरामीटर्सवर अवलंबून असते. व्हॉल्यूमची व्याख्या (आणि शेवटी कालावधी).tagयशस्वी प्रक्रियेसाठी संरेखन, प्रवेग आणि स्विच-ओव्हर स्टेप्स दरम्यान e/चालू टप्पा महत्त्वपूर्ण आहेत (विभाग 3 पहा).
सरतेशेवटी, रोटरचे सिंक्रोनाइझेशन आणि स्पीड मोटर रेट केलेल्या गतीपर्यंत वाढवण्याची क्षमता PWM वारंवारता, BEMF थ्रेशोल्ड, डिमॅग्नेटायझेशन कालावधी आणि शून्य-क्रॉसिंग डिटेक्शन आणि स्टेप कम्युटेशन दरम्यानच्या विलंबाच्या ऑप्टिमायझेशनवर अवलंबून असते, ज्यामध्ये वर्णन केले आहे. कलम 3.2.
BEMF रेझिस्टर डिव्हायडरचे योग्य मूल्य काय आहे?
वापरकर्त्याने हे लक्षात ठेवले पाहिजे की चुकीचे BEMF रेझिस्टर डिव्हायडर मूल्य योग्यरित्या मोटर चालविण्याची कोणतीही शक्यता काढून टाकू शकते. BEMF सेन्सिंग नेटवर्क कसे डिझाईन करावे याबद्दल अधिक तपशीलांसाठी, विभाग 2.1 पहा.
मी स्टार्टअप प्रक्रिया कशी कॉन्फिगर करू?
- स्टार्टअप प्रक्रिया ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी, रिव्ह-अप टप्प्याच्या प्रत्येक टप्प्याचा कालावधी काही सेकंदांपर्यंत वाढवण्याची शिफारस केली जाते. त्यानंतर मोटार योग्यरीत्या गतीमान होते की नाही, किंवा ओपन-लूप प्रक्रियेच्या कोणत्या गतीने/स्टेपमध्ये ते अयशस्वी होते हे समजणे शक्य आहे.
- उच्च-जडत्व मोटरला खूप खडी r सह गती देणे योग्य नाहीamp.
- जर कॉन्फिगर केलेले व्हॉल्यूमtage फेज किंवा चालू टप्पा खूप कमी आहे, मोटर स्टॉल. ते खूप जास्त असल्यास, ओव्हरकरंट ट्रिगर केले जाते. हळूहळू व्हॉल्यूम वाढवणेtage फेज (खंडtagई मोड ड्रायव्हिंग) किंवा वर्तमान (वर्तमान मोड ड्रायव्हिंग) संरेखन आणि प्रवेग चरणांदरम्यान वापरकर्त्यास मोटरच्या कार्याची श्रेणी समजू देते. खरंच, ते इष्टतम शोधण्यात मदत करते.
- जेव्हा बंद-लूप ऑपरेशनवर स्विच करण्याचा विचार येतो तेव्हा, स्पीड लूपमुळे नियंत्रण गमावणे किंवा अस्थिरता हे वगळण्यासाठी प्रथम PI चे नफा कमी करणे आवश्यक आहे. या टप्प्यावर, BEMF सेन्सिंग नेटवर्क योग्यरित्या डिझाइन केले आहे याची खात्री असणे (विभाग 2.1 पहा) आणि BEMF सिग्नल योग्यरित्या प्राप्त केले आहे हे महत्वाचे आहे. वापरकर्ता BEMF चे वाचन ऍक्सेस करू शकतो आणि टूलच्या ASYNC प्लॉट विभागात उपलब्ध BEMF_U, BEMF_V आणि BEMF_U रजिस्टर्स निवडून मोटर पायलटमध्ये (चित्र 20 पहा) प्लॉट करू शकतो. एकदा मोटर रन अवस्थेत आली की, स्पीड लूप कंट्रोलरचे फायदे ऑप्टिमाइझ केले जाऊ शकतात. अधिक तपशीलासाठी किंवा पॅरामीटर ऑप्टिमायझेशनसाठी, विभाग 3 आणि विभाग 3.2 पहा.
स्टार्टअपच्या वेळी मोटर हलत नसल्यास मी काय करू शकतो?
- स्टार्टअपवर, एक रेषीय वाढणारी व्हॉल्यूमtage (खंडtagई मोड ड्रायव्हिंग) किंवा करंट (चालू मोड ड्रायव्हिंग) मोटारच्या टप्प्यांना प्रदान केले जाते. ज्ञात आणि पूर्वनिर्धारित स्थितीत ते संरेखित करणे हे ध्येय आहे. जर व्हॉल्यूमtage पुरेसे उच्च नाही (विशेषत: उच्च जडत्व स्थिर असलेल्या मोटर्समध्ये), मोटर हलत नाही आणि प्रक्रिया अयशस्वी होते. संभाव्य उपायांबद्दल अधिक माहितीसाठी, विभाग 3.1.1 पहा.
जर मोटरने प्रवेग टप्पा पूर्ण केला नाही तर मी काय करू शकतो?
संरेखन अवस्थेप्रमाणे, मोटारला ओपन-लूपमध्ये रेखीय वाढणारे व्हॉल्यूम लागू करून गती दिली जाते.tage (खंडtagई मोड ड्रायव्हिंग) किंवा वर्तमान (चालू मोड ड्रायव्हिंग) मोटर टप्प्यात. डीफॉल्ट मूल्ये अंतिम लागू यांत्रिक लोड मानत नाहीत किंवा मोटर स्थिरांक अचूक आणि/किंवा ज्ञात नाहीत. म्हणून, प्रवेग प्रक्रिया मोटर स्टॉल किंवा ओव्हरकरंट इव्हेंटसह अयशस्वी होऊ शकते. संभाव्य उपायांबद्दल अधिक माहितीसाठी, विभाग 3.1.2 पहा.
मोटर बंद स्पीड लूपमध्ये का बदलत नाही?
जर मोटर योग्यरित्या लक्ष्यित गतीसाठी वेग वाढवते परंतु ती अचानक थांबते, तर BEMF थ्रेशोल्ड कॉन्फिगरेशनमध्ये काहीतरी चुकीचे असू शकते किंवा PI कंट्रोलरला फायदा होऊ शकतो. अधिक तपशीलांसाठी विभाग 3.1.3 पहा.
स्पीड लूप अस्थिर का दिसतो?
गतीसह मोजमापाचा आवाज वाढणे अपेक्षित आहे कारण वेग जितका जास्त असेल तितका BEMF s ची संख्या कमी असेल.ampझीरो-क्रॉसिंग डिटेक्शन आणि परिणामी, त्याच्या गणनेची अचूकता. तथापि, स्पीड लूपची अत्याधिक अस्थिरता हे चुकीच्या BEMF थ्रेशोल्ड किंवा PI नफ्याचे लक्षण असू शकते जे विभाग 3.1.3 मध्ये हायलाइट केल्याप्रमाणे योग्यरित्या कॉन्फिगर केलेले नाहीत.
- मी जास्तीत जास्त पोहोचण्यायोग्य वेग कसा वाढवू शकतो?
जास्तीत जास्त पोहोचता येण्याजोगा वेग सहसा अनेक घटकांद्वारे मर्यादित असतो: PWM वारंवारता, सिंक्रोनाइझेशनची हानी (अत्यधिक डिमॅग्नेटायझेशन कालावधीमुळे किंवा शून्य-क्रॉसिंग डिटेक्शन आणि स्टेप कम्युटेशन दरम्यान चुकीचा विलंब), चुकीचे BEMF थ्रेशोल्ड. हे घटक कसे ऑप्टिमाइझ करायचे याबद्दल अधिक तपशीलांसाठी, विभाग 3.2.1, विभाग 3.2.3, विभाग 3.2.4 आणि विभाग 3.2.5 पहा.
एका विशिष्ट वेगाने मोटर अचानक का थांबते?
हे अयोग्य PWM ऑन-सेन्सिंग BEMF थ्रेशोल्ड कॉन्फिगरेशनमुळे होण्याची शक्यता आहे. अधिक तपशीलांसाठी विभाग 3.2.5 पहा.
पुनरावृत्ती इतिहास
तक्ता 2. दस्तऐवज पुनरावृत्ती इतिहास
| तारीख | आवृत्ती | बदल |
| ०७-नोव्हेंबर-२०२२ | 1 | प्रारंभिक प्रकाशन. |
महत्वाची सूचना – काळजीपूर्वक वाचा
STMicroelectronics NV आणि त्याच्या उपकंपन्या (“ST”) ST उत्पादनांमध्ये आणि/किंवा या दस्तऐवजात कोणत्याही वेळी सूचना न देता बदल, सुधारणा, सुधारणा, सुधारणा आणि सुधारणा करण्याचा अधिकार राखून ठेवतात. खरेदीदारांनी ऑर्डर देण्यापूर्वी एसटी उत्पादनांची नवीनतम माहिती मिळवावी. ऑर्डर पावतीच्या वेळी एसटी उत्पादनांची विक्री एसटीच्या अटी आणि नियमांनुसार केली जाते.
एसटी उत्पादनांची निवड, निवड आणि वापर यासाठी खरेदीदार पूर्णपणे जबाबदार आहेत आणि एसटी अर्ज सहाय्यासाठी किंवा खरेदीदारांच्या उत्पादनांच्या डिझाइनसाठी कोणतेही दायित्व गृहीत धरत नाही.
कोणताही बौद्धिक संपदा अधिकाराचा कोणताही परवाना, व्यक्त किंवा निहित, येथे एसटीकडून मंजूर नाही.
एसटी उत्पादनांची निवड, निवड आणि वापर यासाठी खरेदीदार पूर्णपणे जबाबदार आहेत आणि एसटी अर्ज सहाय्यासाठी किंवा खरेदीदारांच्या उत्पादनांच्या डिझाइनसाठी कोणतेही दायित्व गृहीत धरत नाही.
कोणताही बौद्धिक संपदा अधिकाराचा कोणताही परवाना, व्यक्त किंवा निहित, येथे एसटीकडून मंजूर नाही.
येथे नमूद केलेल्या माहितीपेक्षा वेगळ्या तरतुदींसह एसटी उत्पादनांची पुनर्विक्री अशा उत्पादनासाठी एसटीने दिलेली कोणतीही हमी रद्द करेल.
एसटी आणि एसटी लोगो हे एसटीचे ट्रेडमार्क आहेत. एसटी ट्रेडमार्कबद्दल अतिरिक्त माहितीसाठी, पहा www.st.com/trademarks इतर सर्व उत्पादन किंवा सेवा नावे त्यांच्या संबंधित मालकांची मालमत्ता आहेत.
या दस्तऐवजातील माहिती या दस्तऐवजाच्या कोणत्याही आधीच्या आवृत्त्यांमध्ये पूर्वी पुरवलेल्या माहितीची जागा घेते आणि पुनर्स्थित करते.
© 2023 STMicroelectronics – सर्व हक्क राखीव
एसटी आणि एसटी लोगो हे एसटीचे ट्रेडमार्क आहेत. एसटी ट्रेडमार्कबद्दल अतिरिक्त माहितीसाठी, पहा www.st.com/trademarks इतर सर्व उत्पादन किंवा सेवा नावे त्यांच्या संबंधित मालकांची मालमत्ता आहेत.
या दस्तऐवजातील माहिती या दस्तऐवजाच्या कोणत्याही आधीच्या आवृत्त्यांमध्ये पूर्वी पुरवलेल्या माहितीची जागा घेते आणि पुनर्स्थित करते.
© 2023 STMicroelectronics – सर्व हक्क राखीव
कागदपत्रे / संसाधने
 |
STMicroelectronics STM32 मोटर कंट्रोल SDK 6 स्टेप फर्मवेअर सेन्सर लेस पॅरामीटर [pdf] वापरकर्ता मॅन्युअल STM32 मोटर कंट्रोल एसडीके 6 स्टेप फर्मवेअर सेन्सर लेस पॅरामीटर, मोटर कंट्रोल एसडीके 6 स्टेप फर्मवेअर सेन्सर लेस पॅरामीटर, स्टेप फर्मवेअर सेन्सर लेस पॅरामीटर, फर्मवेअर सेन्सर लेस पॅरामीटर, सेन्सर लेस पॅरामीटर, लेस पॅरामीटर, पॅरामीटर |
