STM32 मोटर नियन्त्रण SDK 6 चरण फर्मवेयर सेन्सर कम प्यारामिटर
निर्दिष्टीकरणहरू
- उत्पादनको नाम: STM32 मोटर नियन्त्रण SDK - 6-चरण फर्मवेयर सेन्सर-कम प्यारामिटर अनुकूलन
- मोडेल नम्बर : UM3259
- संशोधन: Rev 1 - नोभेम्बर 2023
- निर्माता: STMicroelectronics
- Webसाइट: www.st.com
माथिview
उत्पादन मोटर नियन्त्रण अनुप्रयोगहरूको लागि डिजाइन गरिएको छ जहाँ रोटर स्थिति सेन्सर प्रयोग नगरी निर्धारण गर्न आवश्यक छ। फर्मवेयरले सेन्सर-कम सञ्चालनका लागि प्यारामिटरहरूलाई अनुकूलन गर्दछ, रोटर स्थितिसँग चरण कम्युटेशनको सिङ्क्रोनाइजेसन सक्षम पार्दै।
BEMF शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने:
ब्याक इलेक्ट्रोमोटिभ फोर्स (BEMF) वेभफॉर्म रोटर स्थिति र गति संग परिवर्तन हुन्छ। शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउनका लागि दुई रणनीतिहरू उपलब्ध छन्:
PWM अफ-टाइममा ब्याक EMF सेन्सिङ: फ्लोटिंग फेज भोल्युम प्राप्त गर्नुहोस्tage ADC द्वारा जब कुनै विद्युत प्रवाह हुँदैन, थ्रेसहोल्डमा आधारित शून्य-क्रसिङ पहिचान गर्दै।
PWM अन-टाइममा ब्याक EMF सेन्सिङ: केन्द्र = ट्याप भोल्युमtage बस भोल्युमको आधा पुग्छtagई, थ्रेसहोल्ड (VS / 2) को आधारमा शून्य-क्रसिङ पहिचान गर्दै।
STM32 मोटर नियन्त्रण SDK - 6-चरण फर्मवेयर सेन्सर-कम प्यारामिटर अनुकूलन
परिचय
यो कागजातले 6-चरण, सेन्सर-कम एल्गोरिथ्मको लागि कन्फिगरेसन प्यारामिटरहरू कसरी अनुकूलन गर्ने भनेर वर्णन गर्दछ। लक्ष्य एक सहज र छिटो स्टार्टअप प्रक्रिया प्राप्त गर्नु हो, तर एक स्थिर बन्द-लूप व्यवहार पनि। थप रूपमा, कागजातले PWM अफ-टाइम र PWM अन-टाइममा मोटरलाई उच्च गतिमा भोल्युमको साथ स्पिन गर्दा ब्याक EMF शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने बीचको सही स्विचमा कसरी पुग्ने भनेर पनि वर्णन गर्दछ।tagई ड्राइभिङ मोड प्रविधि। 6-चरण फर्मवेयर एल्गोरिथ्म र भोल्युमको बारेमा थप विवरणहरूको लागिtage/वर्तमान ड्राइभिङ प्रविधि, X-CUBE-MCSDK कागजात प्याकेजमा समावेश सम्बन्धित प्रयोगकर्ता पुस्तिकालाई सन्दर्भ गर्नुहोस्।
एक्रोनिम र संक्षिप्त रूपहरू
| एक्रोनिम | विवरण |
| MCSDK | मोटर नियन्त्रण सफ्टवेयर विकास किट (X-CUBE-MCSDK) |
| HW | हार्डवेयर |
| IDE | एकीकृत विकास वातावरण |
| MCU | माइक्रोकन्ट्रोलर एकाइ |
| GPIO | सामान्य-उद्देश्य इनपुट/आउटपुट |
| ADC | एनालग-देखि-डिजिटल कनवर्टर |
| VM | भोल्युमtage मोड |
| SL | सेन्सर-रहित |
| BEMF | फिर्ता इलेक्ट्रोमोटिभ बल |
| FW | फर्मवेयर |
| ZC | शून्य पार गर्दै |
| GUI | ग्राफिकल प्रयोगकर्ता इन्टरफेस |
| MC | मोटर नियन्त्रण |
| OCP | Overcurrent संरक्षण |
| PID | समानुपातिक-अभिन्न-व्युत्पन्न (नियन्त्रक) |
| SDK | सफ्टवेयर विकास किट |
| UI | प्रयोगकर्ता इन्टरफेस |
| MC कार्यक्षेत्र | मोटर नियन्त्रण workbench उपकरण, MCSDK को भाग |
| मोटर पाइलट | मोटर पायलट उपकरण, MCSDK को भाग |
माथिview
6-चरण सेन्सर-लेस ड्राइभिङ मोडमा, फर्मवेयरले फ्लोटिंग चरणमा महसुस गरेको ब्याक इलेक्ट्रोमोटिभ फोर्स (BEMF) को शोषण गर्दछ। रोटरको स्थिति BEMF को शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाएर प्राप्त गरिन्छ। यो सामान्यतया ADC को प्रयोग गरेर गरिन्छ, चित्र 1 मा देखाइएको छ। विशेष गरी, जब रोटरको चुम्बकीय क्षेत्र उच्च-Z चरण पार गर्दछ, सम्बन्धित BEMF भोल्युमtage यसको चिन्ह (शून्य क्रसिङ) परिवर्तन गर्दछ। BEMF भोल्युमtage लाई ADC इनपुटमा मापन गर्न सकिन्छ, एक प्रतिरोधक नेटवर्कलाई धन्यवाद जसले भोल्युमलाई विभाजित गर्दछtage मोटर चरणबाट आउँदैछ।
यद्यपि, BEMF संकेत गतिसँग समानुपातिक भएकोले, रोटर स्थिति स्टार्टअपमा, वा धेरै कम गतिमा निर्धारण गर्न सकिँदैन। तसर्थ, पर्याप्त BEMF भोल्युम नभएसम्म मोटरलाई ओपन-लूपमा गति दिनुपर्छtage पुगेको छ। त्यो BEMF भोल्युमtage ले रोटर स्थितिको साथ चरण कम्युटेशनको सिङ्क्रोनाइजेसन अनुमति दिन्छ।
निम्न अनुच्छेदहरूमा, स्टार्टअप प्रक्रिया र बन्द-लूप सञ्चालन, तिनीहरूलाई ट्युन गर्न प्यारामिटरहरू सहित, वर्णन गरिएको छ।
BEMF शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने
रोटरको स्थिति र गतिसँगै ब्रसलेस मोटरको पछाडिको EMF तरंग रूप परिवर्तन हुन्छ र यो ट्रापेजोइडल आकारमा हुन्छ। चित्र २ ले एक विद्युतीय अवधिको लागि वर्तमान र पछाडि EMF को तरंग देखाउँछ, जहाँ ठोस रेखाले वर्तमानलाई जनाउँछ (सरलताको लागि लहरहरूलाई बेवास्ता गरिन्छ), ड्यास गरिएको रेखाले पछाडिको इलेक्ट्रोमोटिभ बललाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, र तेर्सो समन्वयले विद्युतीय शक्तिलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। मोटर घुमाउने परिप्रेक्ष्य।
प्रत्येक दुई चरण-स्विचिङ बिन्दुहरूको बीचमा एक बिन्दुसँग मेल खान्छ जसको पछाडि इलेक्ट्रोमोटिभ बल ध्रुवता परिवर्तन गरिएको छ: शून्य-क्रसिङ-पोइन्ट। एक पटक शून्य-क्रसिङ बिन्दु पहिचान भएपछि, चरण-स्विचिङ क्षण 30° को विद्युतीय ढिलाइ पछि सेट गरिन्छ। BEMF को शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउन, केन्द्र ट्याप भोल्युमtage थाहा हुनुपर्छ। केन्द्र ट्याप बिन्दु बराबर छ जहाँ तीन मोटर चरणहरू सँगै जोडिएको छ। केही मोटरहरूले केन्द्रको ट्याप उपलब्ध गराउँछन्। अन्य अवस्थामा, यो भोल्युम मार्फत पुनर्निर्माण गर्न सकिन्छtage चरणहरू। यहाँ वर्णन गरिएको 6-चरण एल्गोरिदमले एडभान लिन्छtagमोटर चरणहरूमा जडान भएको BEMF सेन्सिङ नेटवर्कको उपस्थितिको e जसले केन्द्र ट्याप भोल्युम गणना गर्न अनुमति दिन्छ।tage.
- शून्य क्रसिङ बिन्दुको पहिचानको लागि दुई फरक रणनीतिहरू उपलब्ध छन्
- PWM अफ-टाइममा ब्याक EMF सेन्सिङ
- PWM अन-टाइमको समयमा ब्याक EMF सेन्सिङ (हाल vol. मा समर्थित छtagई मोड मात्र)
PWM अफ-टाइमको समयमा, फ्लोटिंग चरण भोल्युमtage ADC द्वारा अधिग्रहण गरिएको छ। फ्लोटिंग चरणमा कुनै विद्युत प्रवाह नभएको कारण, र अन्य दुई जमिनमा जोडिएको हुनाले, जब BEMF फ्लोटिंग चरणमा शून्य पार गर्दछ, अन्य चरणहरूमा यसको बराबर र विपरीत ध्रुवता हुन्छ: केन्द्र ट्याप भोल्युमtage त्यसैले शून्य छ। तसर्थ, ADC रूपान्तरण परिभाषित थ्रेसहोल्डभन्दा माथि उठ्दा वा तल झर्दा शून्य-क्रसिङ बिन्दु पहिचान गरिन्छ।
अर्कोतर्फ, PWM अन-टाइमको समयमा, एउटा चरण बस भोल्युमसँग जोडिएको छtage, र अर्को जमीनमा (चित्र 3)। यस अवस्थामा, केन्द्र ट्याप भोल्युमtage बस भोल्युमको आधा पुग्छtage मान जब फ्लोटिंग चरणमा BEMF शून्य हुन्छ। पहिले जस्तै, ADC रूपान्तरण परिभाषित थ्रेसहोल्ड माथि (वा तल झर्छ) मा शून्य-क्रसिङ बिन्दु पहिचान गरिन्छ। पछिल्लो VS / 2 सँग मेल खान्छ।
BEMF सेन्सिङ नेटवर्क डिजाइन
चित्र 4 मा BEMF बुझ्नको लागि सामान्यतया प्रयोग गरिएको नेटवर्क देखाइएको छ। यसको उद्देश्य मोटर चरण भोल्युम विभाजन गर्नु होtagई एडीसी द्वारा उचित रूपमा प्राप्त गर्न। R2 र R1 मानहरू बस भोल्युम अनुसार छनोट गर्नुपर्छtage स्तर। प्रयोगकर्ता सचेत हुनुपर्दछ कि R1 / (R2 + R1) अनुपात आवश्यकता भन्दा धेरै कम लागू गर्दा, BEMF संकेत धेरै कम हुन सक्छ र नियन्त्रण पर्याप्त बलियो छैन।
अर्कोतर्फ, आवश्यकता भन्दा उच्च अनुपातले D1 संरक्षण डायोडहरू बारम्बार चालू/अफ गर्न निम्त्याउँछ जसको रिकभरी करेन्टले आवाज इन्जेक्ट गर्न सक्छ। सिफारिस गरिएको मान हो:
R1 र R2 को लागि धेरै कम मानहरू मोटर चरणबाट ट्याप गरिएको वर्तमान सीमित गर्न बेवास्ता गर्नुपर्छ।
R1 कहिलेकाहीं GND को सट्टा GPIO मा जडान हुन्छ। यसले नेटवर्कलाई रनटाइम सक्षम वा असक्षम गर्न अनुमति दिन्छ।
6-चरण फर्मवेयरमा, GPIO सधैं रिसेट स्थितिमा हुन्छ र नेटवर्क सक्षम हुन्छ। यद्यपि, PWM अन-टाइममा सेन्सिङको लागि BEMF थ्रेसहोल्डहरू सेट गर्दा D3 को अन्तिम उपस्थितिलाई विचार गर्नुपर्छ: यसले सामान्यतया 0.5÷0.7 V लाई आदर्श थ्रेसहोल्डमा थप्छ।
C1 फिल्टरिङ उद्देश्यका लागि हो र PWM फ्रिक्वेन्सी दायरामा सिग्नल ब्यान्डविथ सीमित गर्नु हुँदैन।
D4 र R3 PWM कम्युटेशनको समयमा BEMF_SENSING_ADC नोडको द्रुत डिस्चार्जको लागि हो, विशेष गरी उच्च मात्रामाtagई बोर्डहरू।
D1 र D2 डायोडहरू ऐच्छिक छन् र BEMF सेन्सिङ ADC च्यानल अधिकतम मूल्याङ्कनहरू उल्लङ्घन गर्ने जोखिमको अवस्थामा मात्र थपिनुपर्छ।
नियन्त्रण एल्गोरिथ्म प्यारामिटरहरूको अनुकूलन
स्टार्टअप प्रक्रिया
स्टार्टअप प्रक्रिया सामान्यतया तीन s को एक अनुक्रम बनेको छtages:
- पङ्क्तिबद्धता। रोटर पूर्वनिर्धारित स्थितिमा पङ्क्तिबद्ध छ।
- ओपन-लूप एक्सेलेरेशन। भोल्युमtage दालहरू चुम्बकीय क्षेत्र सिर्जना गर्न पूर्वनिर्धारित अनुक्रममा लागू गरिन्छ जसले रोटरलाई घुमाउन थाल्छ। रोटरलाई निश्चित गतिमा पुग्न अनुमति दिन अनुक्रमको दर क्रमशः बढाइन्छ।
- परिवर्तन गर। एक पटक रोटर निश्चित गतिमा पुगेपछि, एल्गोरिदमले मोटरको गति र दिशा नियन्त्रण कायम राख्न बन्द-लूप 6-चरण नियन्त्रण अनुक्रममा स्विच गर्दछ।
चित्र 5 मा देखाइएको रूपमा, प्रयोगकर्ताले कोड उत्पन्न गर्नु अघि MC कार्यबेन्चमा स्टार्टअप प्यारामिटरहरू अनुकूलित गर्न सक्छ। दुई फरक ड्राइभिङ मोडहरू उपलब्ध छन्:
- भोल्युमtagई मोड। एल्गोरिथ्मले मोटर चरणहरूमा लागू गरिएको PWM को कर्तव्य चक्र भिन्न गरेर गति नियन्त्रण गर्दछ: लक्ष्य चरण भोल्युमtage लाई स्टार्टअप प्रोको प्रत्येक खण्डको लागि परिभाषित गरिएको छfile
- हालको मोड। एल्गोरिथ्मले मोटर चरणहरूमा प्रवाह हुने वर्तमानलाई फरक पारेर गति नियन्त्रण गर्दछ: स्टार्टअप प्रोको प्रत्येक खण्डको लागि हालको लक्ष्य परिभाषित गरिएको छ।file
चित्र 5. MC workbench मा स्टार्टअप प्यारामिटरहरू
पङ्क्तिबद्धता
चित्र 5 मा, चरण 1 सधैं पङ्क्तिबद्ध चरणसँग मेल खान्छ। रोटर "प्रारम्भिक बिजुली कोण" को नजिकको 6-चरण स्थितिमा पङ्क्तिबद्ध छ।
यो नोट गर्न महत्त्वपूर्ण छ कि, पूर्वनिर्धारित रूपमा, चरण 1 को अवधि 200 ms हो। यस चरणको बखत ड्यूटी चक्रलाई लक्ष्य चरण भोल्युममा पुग्नको लागि रैखिक रूपमा बढाइएको छtage (चरण वर्तमान, यदि हालको ड्राइभिङ मोड चयन गरिएको छ)। यद्यपि, भारी मोटरहरू वा उच्च जडताको अवस्थामा, सुझाव गरिएको अवधि, वा लक्ष्य चरण भोल्युम पनिtage/Current राम्रोसँग रोटेशन सुरु गर्न पर्याप्त नहुन सक्छ।
चित्र 6 मा, गलत पङ्क्तिबद्ध अवस्था र एक उचित बीचको तुलना प्रदान गरिएको छ।
यदि लक्ष्य मान वा चरण 1 को अवधि रोटरलाई सुरूवात स्थितिमा जबरजस्ती गर्न पर्याप्त छैन भने, प्रयोगकर्ताले घुमाउन सुरु नगरी मोटर कम्पन देख्न सक्छ। यसैबीच, वर्तमान अवशोषण बढ्छ। स्टार्टअप प्रक्रिया को पहिलो अवधि को समयमा, वर्तमान बढ्छ, तर टोक़ मोटर को जडता को पार गर्न को लागी पर्याप्त छैन। चित्र 6 (A) को शीर्षमा, प्रयोगकर्ताले हालको वृद्धि देख्न सक्छ। यद्यपि, त्यहाँ BEMF को कुनै प्रमाण छैन: मोटर त्यसपछि रोकिएको छ। एक पटक प्रवेग चरण सुरु भएपछि, रोटरको अनिश्चित स्थितिले एल्गोरिदमलाई स्टार्टअप प्रक्रिया पूरा गर्न र मोटर चलाउनबाट रोक्छ।
भोल्युम बढाउँदैtagचरण 1 को समयमा e/वर्तमान चरणले समस्या समाधान गर्न सक्छ।
भोल्युममाtagई मोड, लक्ष्य भोल्युमtage स्टार्टअप समयमा कोड पुन: उत्पन्न गर्न आवश्यकता बिना मोटर पायलट संग अनुकूलित गर्न सकिन्छ। मोटर पायलटमा, रिभ-अप खण्डमा, उही एक्सेलेरेशन प्रोfile चित्र 1 को रिपोर्ट गरिएको छ (चित्र 7 हेर्नुहोस्)। नोट गर्नुहोस् कि यहाँ भोल्युमtage चरणलाई टाइमर दर्ता (S16A एकाइ) मा सेट गरिएको पल्सको रूपमा देखाउन सकिन्छ, वा आउटपुट भोल्युमसँग सम्बन्धितtage (Vrms एकाइ)।
एकचोटि प्रयोगकर्ताले मोटरलाई उपयुक्त हुने उचित मानहरू फेला पारेपछि, यी मानहरूलाई MC वर्कबेन्च परियोजनामा लागू गर्न सकिन्छ। यसले पूर्वनिर्धारित मान लागू गर्न कोड पुन: उत्पन्न गर्न अनुमति दिन्छ। तलको सूत्रले भोल्युम बीचको सम्बन्धको व्याख्या गर्दछtagVrms र S16A एकाइहरूमा e चरण।
हालको मोडमा, मोटर पायलट GUI मा, लक्ष्य वर्तमान मात्र S16A मा देखाइएको छ। यसको रूपान्तरण मा ampere shunt मान र मा निर्भर गर्दछ ampहालको लिमिटर सर्किटरीमा प्रयोग गरिएको लिफिकेशन लाभ।
ओपन-लूप एक्सेलेरेशन
चित्र 5 मा, चरण 2 त्वरण चरण संग मेल खान्छ। 6-चरण अनुक्रम ओपन-लूपमा मोटरको गति बढाउन लागू गरिन्छ, त्यसैले, रोटर स्थिति 6-चरण अनुक्रमसँग सिंक्रोनाइज गरिएको छैन। हालका चरणहरू इष्टतम भन्दा उच्च छन् र टोक़ कम छ।
MC workbench मा (चित्र 5) प्रयोगकर्ताले एक वा बढी एक्सेलेरेशन खण्डहरू परिभाषित गर्न सक्छ। विशेष गरी, भारी मोटरको लागि, यसलाई ढिलो आरसँग गति बढाउन सिफारिस गरिन्छamp स्टीपर आर प्रदर्शन गर्नु अघि जडता हटाउनamp। प्रत्येक खण्डको दौडान, शुल्क चक्रलाई भोल्युमको अन्तिम लक्ष्यमा पुग्न रैखिक रूपमा बढाइएको छtagत्यो खण्डको e/वर्तमान चरण। यसरी, यसले एउटै कन्फिगरेसन तालिकामा संकेत गरेको अनुरूप गतिमा चरणहरूको कम्युटेशनलाई बल दिन्छ।
चित्र 8 मा, भोल्युमसँग एक्सेलेरेशन बीचको तुलनाtage चरण (A) धेरै कम र एक उचित (B) प्रदान गरिएको छ।
यदि लक्ष्य भोल्युमtagएक चरणको e/current वा यसको अवधि मोटरलाई सोही गतिमा पुग्न अनुमति दिन पर्याप्त छैन, प्रयोगकर्ताले मोटर कताई रोक्न र कम्पन सुरु गरेको देख्न सक्छ। चित्र 8 को शीर्षमा, विद्युत् अचानक बढ्छ जब मोटर स्टल हुन्छ, जबकि, सही रूपमा गतिमा, करेन्ट बिना कुनै अवरोध बढ्छ। एक पटक मोटर बन्द भएपछि, स्टार्टअप प्रक्रिया असफल हुन्छ।
भोल्युम बढाउँदैtage/वर्तमान चरणले समस्या समाधान गर्न सक्छ।
अर्कोतर्फ, यदि भोल्युमtage/वर्तमान चरण परिभाषित गरिएको धेरै उच्च छ, किनकि ओपन-लूपमा मोटर असक्षम रूपमा चलिरहेको छ, वर्तमान बढेर ओभरकरेन्टमा पुग्न सक्छ। मोटर अचानक बन्द हुन्छ, र मोटर पायलट द्वारा एक ओभरकरेन्ट अलार्म देखाइएको छ। वर्तमान को व्यवहार चित्र 9 मा देखाइएको छ।
भोल्युम घटाउँदैtage/वर्तमान चरणले समस्या समाधान गर्न सक्छ।
पङ्क्तिबद्ध चरण जस्तै, लक्ष्य भोल्युमtagई/वर्तमानलाई मोटर पायलटसँग स्टार्टअपको समयमा कोड पुन: उत्पन्न गर्न आवश्यकता बिना रनटाइम अनुकूलित गर्न सकिन्छ। त्यसपछि, उचित सेटिङ पहिचान भएपछि यसलाई MC कार्यक्षेत्र परियोजनामा लागू गर्न सकिन्छ।
परिवर्तन गर
स्टार्टअप प्रक्रियाको अन्तिम चरण स्विच-ओभर हो। यस चरणको बखत, एल्गोरिदमले रोटर स्थितिसँग 6-चरण अनुक्रम सिङ्क्रोनाइज गर्न सेन्स्ड BEMF को शोषण गर्दछ। स्विच-ओभर चित्र 10 मा रेखांकित गरिएको प्यारामिटरमा संकेत गरिएको खण्डमा सुरु हुन्छ। यो MC workbench को सेन्सर-कम स्टार्टअप प्यारामिटर खण्डमा कन्फिगर योग्य छ।
एक मान्य BEMF शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने संकेत पछि (यस अवस्था पूरा गर्न सेक्सन 2.1 हेर्नुहोस्), एल्गोरिदम बन्द-लूप अपरेशनमा स्विच हुन्छ। निम्न कारणहरूले गर्दा स्विच-ओभर चरण असफल हुन सक्छ:
- स्विच-ओभर गति ठीकसँग कन्फिगर गरिएको छैन
- स्पीड लूपको PI लाभहरू धेरै उच्च छन्
- BEMF शून्य-क्रसिङ घटना पत्ता लगाउने थ्रेसहोल्डहरू ठीकसँग सेट गरिएका छैनन्
स्विच-ओभर गति ठीकसँग कन्फिगर गरिएको छैन
स्विच-ओभर सुरु हुने गति पूर्वनिर्धारित रूपमा प्रारम्भिक लक्ष्य गति जस्तै हो जुन MC कार्यबेन्चको ड्राइभ सेटिङ सेक्सनमा कन्फिगर गर्न सकिन्छ। स्पीड लूप बन्द हुने बित्तिकै, स्विच-ओभर स्पीडबाट टार्गेट स्पीडमा मोटर तुरुन्तै तीव्र हुन्छ भन्ने कुरा प्रयोगकर्तालाई सचेत हुनुपर्छ। यदि यी दुई मानहरू धेरै टाढा छन् भने, एक overcurrent विफलता हुन सक्छ।
स्पीड लूपको PI लाभ धेरै उच्च छ
स्विच-ओभरको बखत, एल्गोरिदमले गति मापन गर्न र तदनुसार आउटपुट मानहरू गणना गर्न पूर्वनिर्धारित अनुक्रमलाई बाध्य पार्छ। यसरी, यसले वास्तविक गतिलाई क्षतिपूर्ति दिन्छ जुन खुला-लूप प्रवेगको परिणाम हो। यदि PI लाभहरू धेरै उच्च छन् भने, एक अस्थायी अस्थिरता अनुभव गर्न सकिन्छ, तर यसले अतिरंजित असफलताको नेतृत्व गर्न सक्छ।
चित्र 11 शो र पूर्वampओपन-लूपबाट बन्द-लूप सञ्चालनमा संक्रमणको समयमा यस्तो अस्थिरता।
गलत BEMF थ्रेसहोल्डहरू
- यदि गलत BEMF थ्रेसहोल्डहरू सेट गरिएको छ भने, शून्य-क्रसिङ अग्रिम वा ढिलो पत्ता लगाइन्छ। यसले दुई मुख्य प्रभावहरू उत्प्रेरित गर्दछ:
- वेभफार्महरू असममित छन् र नियन्त्रण असक्षम छन् जसले टोककको उच्च लहरहरू निम्त्याउँछ (चित्र 12)
- टोक़को लहरहरूको लागि क्षतिपूर्ति गर्ने प्रयास गरेर गति लूप अस्थिर हुन्छ
- प्रयोगकर्ताले अस्थिर गति नियन्त्रणको अनुभव गर्नेछ र, सबैभन्दा खराब अवस्थामा, नियन्त्रणको साथ मोटर ड्राइभिङको डि-सिंक्रोनाइजेसनले ओभरकरेन्ट घटना निम्त्याउँछ।
- एल्गोरिदमको राम्रो प्रदर्शनको लागि BEMF थ्रेसहोल्डहरूको उचित सेटिङ महत्त्वपूर्ण छ। थ्रेसहोल्डहरू पनि बस भोल्युममा निर्भर हुन्छन्tage मान र सेन्सिङ नेटवर्क। भोल्युम कसरी पङ्क्तिबद्ध गर्ने भनेर जाँच गर्न खण्ड 2.1 लाई सन्दर्भ गर्न सिफारिस गरिन्छtagMC वर्कबेन्चमा नाममात्र एक सेटमा e स्तरहरू।
बन्द-लूप सञ्चालन
यदि मोटरले एक्सेलेरेशन चरण पूरा गर्छ भने, BEMF शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाइन्छ। रोटर 6-चरण अनुक्रम संग सिंक्रोनाइज गरिएको छ र एक बन्द-लूप अपरेशन प्राप्त गरिन्छ। यद्यपि, प्रदर्शन सुधार गर्न थप प्यारामिटर अनुकूलन गर्न सकिन्छ।
उदाहरण को लागी, अघिल्लो खण्ड 3.1.3 ("गलत BEMF थ्रेसहोल्ड") मा वर्णन गरिए अनुसार, स्पीड लूप, काम गरिरहेको अवस्थामा पनि, अस्थिर देखिन सक्छ र BEMF थ्रेसहोल्डलाई केहि परिष्कृत गर्न आवश्यक हुन सक्छ।
थप रूपमा, यदि मोटरलाई उच्च गतिमा काम गर्न वा उच्च PWM ड्युटी चक्रको साथ चलाउन अनुरोध गरिन्छ भने निम्न पक्षहरूलाई विचार गर्नुपर्दछ:
PWM फ्रिक्वेन्सी
- स्पीड लूप PI लाभ
- डिमग्नेटाइजेशन ब्ल्याङ्किंग अवधि चरण
- शून्य क्रसिङ र चरण कम्युटेशन बीचको ढिलाइ
- PWM अफ-टाइम र अन-टाइम सेन्सिङ बीच स्विच गर्नुहोस्
PWM फ्रिक्वेन्सी
सेन्सर-कम 6-चरण एल्गोरिदमले प्रत्येक PWM चक्रमा BEMF को अधिग्रहण गर्दछ। शून्य-क्रसिङ घटना ठीकसँग पत्ता लगाउन, पर्याप्त संख्यामा अधिग्रहण आवश्यक छ। थम्बको नियमको रूपमा, उचित सञ्चालनको लागि, कम्तिमा 10 अधिग्रहणहरू 60 भन्दा बढी विद्युतीय कोणहरूले राम्रो र स्थिर रोटर सिङ्क्रोनाइजेसन दिन्छ।
त्यसैले
स्पीड लूप PI लाभ
स्पीड लूप PI लाभहरूले गति वा ढिलाइको कुनै पनि आदेशमा मोटरको प्रतिक्रियालाई असर गर्छ। PID नियामकले कसरी काम गर्छ भन्ने सैद्धान्तिक विवरण यस कागजातको दायराभन्दा बाहिर छ। यद्यपि, प्रयोगकर्ता सचेत हुनुपर्छ कि गति लुप नियामक लाभहरू मोटर पायलट मार्फत रनटाइममा परिवर्तन गर्न सकिन्छ र इच्छित रूपमा समायोजन गर्न सकिन्छ।
डिमग्नेटाइजेशन ब्ल्याङ्किंग अवधि चरण
फ्लोटिंग चरणको विचुम्बकीकरण चरण ऊर्जा परिवर्तन पछिको अवधि हो जसको अवधिमा, हालको डिस्चार्ज (चित्र 14) को कारणले गर्दा, पछाडिको ईएमएफ रिडिंग विश्वसनीय छैन। तसर्थ, एल्गोरिदमले यो बितेको अघि संकेतलाई बेवास्ता गर्नुपर्छ। यस अवधिलाई MC कार्यक्षेत्रमा प्रतिशतको रूपमा परिभाषित गरिएको छtage एक चरण (60 विद्युतीय डिग्री) को र चित्र 15 मा देखाइए अनुसार मोटर पायलट मार्फत रनटाइम परिवर्तन गर्न सकिन्छ। मोटरको गति जति उच्च हुन्छ, डिमग्नेटाइजेशन अवधि उति छिटो हुन्छ। डिमग्नेटाइजेशन, पूर्वनिर्धारित रूपमा, अधिकतम मूल्याङ्कन गतिको 2/3 मा तीन PWM चक्रहरूमा सेट गरिएको कम सीमामा पुग्छ। यदि मोटरको इन्डक्टन्स चरण कम छ र डिमग्नेटाइज गर्न धेरै समय आवश्यक पर्दैन भने, प्रयोगकर्ताले मास्किङ अवधि वा न्यूनतम अवधि सेट गरिएको गति घटाउन सक्छ। यद्यपि, मास्किङ अवधिलाई 2 - 3 PWM चक्र भन्दा कम गर्न सिफारिस गरिएको छैन किनभने नियन्त्रणले चरण कम्युटेशनको समयमा अचानक अस्थिरता निम्त्याउन सक्छ।
BEMF शून्य-क्रसिङ र चरण कम्युटेशन बीचको ढिलाइ
एक पटक BEMF शून्य-क्रसिङ घटना पत्ता लागेपछि, एल्गोरिथ्मले सामान्यतया चरण अनुक्रम कम्युटेशन (चित्र 30) सम्म 16 विद्युतीय डिग्री पर्खन्छ। यसरी, शून्य-क्रसिङ अधिकतम दक्षता लक्ष्य गर्न चरणको मध्यबिन्दुमा राखिएको छ।
शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने शुद्धता अधिग्रहणहरूको संख्यामा निर्भर गर्दछ, त्यसैले PWM फ्रिक्वेन्सीमा (खण्ड 3.2.1 हेर्नुहोस्), यसको पत्ता लगाउने शुद्धता उच्च गतिमा सान्दर्भिक हुन सक्छ। त्यसपछि यसले तरंगको स्पष्ट असममितता र वर्तमानको विकृति उत्पन्न गर्दछ (चित्र 17 हेर्नुहोस्)। यो शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने र चरण कम्युटेशन बीचको ढिलाइ कम गरेर क्षतिपूर्ति गर्न सकिन्छ। चित्र 18 मा देखाइए अनुसार शून्य-क्रसिङ ढिलाइ प्रयोगकर्ता द्वारा मोटर पायलट मार्फत रनटाइम परिवर्तन गर्न सकिन्छ।
PWM अफ-टाइम र अन-टाइम सेन्सिङ बीच स्विच गर्नुहोस्
गति बढाउँदा वा लोड करेन्ट (जसलाई मोटर आउटपुट टर्क भनिन्छ), PWM ड्राइभिङको ड्यूटी साइकल बढ्छ। यसरी, समय एसampअफ-टाइमको समयमा BEMF लाई ling कम गरिएको छ। ड्यूटी चक्रको 100% सम्म पुग्न, ADC रूपान्तरण PWM को अन-टाइम समयमा ट्रिगर हुन्छ, यसरी PWM अफ-टाइममा BEMF सेन्सिङबाट PWM अन-टाइममा स्विच हुन्छ।
अन-टाइममा BEMF थ्रेसहोल्डहरूको गलत कन्फिगरेसनले खण्ड 3.1.3 ("गलत BEMF थ्रेसहोल्डहरू") मा वर्णन गरिएका समान समस्याहरू निम्त्याउँछ।
पूर्वनिर्धारित रूपमा, BEMF अन-सेन्सिङ थ्रेसहोल्डहरू बस भोल्युमको आधामा सेट गरिएका छन्tage (खण्ड २.१ हेर्नुहोस्)। प्रयोगकर्ताले विचार गर्नुपर्छ कि वास्तविक थ्रेसहोल्डहरू बस भोल्युममा निर्भर छन्tagई मूल्य र सेन्सिङ नेटवर्क। खण्ड 2.1 मा संकेतहरू पालना गर्नुहोस् र भोल्युम पङ्क्तिबद्ध गर्न निश्चित गर्नुहोस्tagMC workbench मा नाममात्र एक सेट मा e स्तर।
थ्रेसहोल्ड र PWM ड्युटी चक्रका मानहरू जसमा एल्गोरिथ्म अफ र अन-सेन्सिङ बीचको स्वैप हुन्छ मोटर पायलट (चित्र 19) मार्फत रनटाइम कन्फिगर गर्न सकिन्छ र भोल्युममा उपलब्ध छ।tagई मोड ड्राइभिङ मात्र।
समस्या निवारण
सेन्सर-रहित 6-चरण एल्गोरिदमको साथ मोटरलाई राम्रोसँग स्पिन गर्न मैले के के ख्याल गर्नुपर्छ? सेन्सर-रहित 6-चरण एल्गोरिदमको साथ मोटर स्पिन गर्नु भनेको BEMF सिग्नललाई ठीकसँग पत्ता लगाउन सक्षम हुनु, मोटरलाई गति दिन र नियन्त्रण एल्गोरिथ्म संग रोटर सिङ्क्रोनाइज गर्नुहोस्। BEMF संकेतहरूको उचित मापन BEMF सेन्सिङ नेटवर्कको प्रभावकारी डिजाइनमा हुन्छ (खण्ड 2.1 हेर्नुहोस्)। लक्ष्य भोल्युमtage (voltage मोड ड्राइभिङ) वा वर्तमान (वर्तमान मोड ड्राइभिङ) स्टार्टअप अनुक्रम समयमा मोटर प्यारामिटरहरूमा निर्भर गर्दछ। भोल्युमको परिभाषा (र अन्ततः अवधि)tagपङ्क्तिबद्धता, त्वरण, र स्विच-ओभर चरणहरू सफल प्रक्रियाको लागि e/वर्तमान चरणहरू महत्त्वपूर्ण छन् (खण्ड 3 हेर्नुहोस्)।
अन्तमा, रोटरको सिङ्क्रोनाइजेसन र रेटेड गतिमा गति मोटर बढाउने क्षमता PWM फ्रिक्वेन्सी, BEMF थ्रेसहोल्ड, डिमग्नेटाइजेशन अवधि र शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने र चरण कम्युटेशन बीचको ढिलाइको अनुकूलनमा निर्भर गर्दछ, जसमा वर्णन गरिएको छ। खण्ड 3.2।
BEMF रेसिस्टर डिभाइडरको सही मान के हो?
प्रयोगकर्ता सचेत हुनुपर्दछ कि गलत BEMF प्रतिरोधक विभाजक मानले मोटरलाई राम्ररी चलाउने कुनै पनि सम्भावना हटाउन सक्छ। BEMF सेन्सिङ नेटवर्क कसरी डिजाइन गर्ने भन्ने बारे थप विवरणहरूको लागि, खण्ड 2.1 हेर्नुहोस्।
म कसरी स्टार्टअप प्रक्रिया कन्फिगर गर्छु?
- स्टार्टअप प्रक्रियालाई अप्टिमाइज गर्न, पुन:-अप चरणको प्रत्येक चरणको अवधि धेरै सेकेन्डमा बढाउन सिफारिस गरिन्छ। त्यसपछि यो बुझ्न सम्भव छ कि मोटरले राम्रोसँग गति दिन्छ, वा कुन गति/चरणमा यो ओपन-लूप प्रक्रिया असफल हुन्छ।
- धेरै ठाडो आरको साथ उच्च-जडता मोटरलाई गति दिन सल्लाह दिइँदैनamp.
- यदि कन्फिगर गरिएको भोल्युमtagई फेज वा हालको चरण धेरै कम छ, मोटर स्टलहरू। यदि यो धेरै उच्च छ भने, overcurrent ट्रिगर हुन्छ। क्रमशः भोल्युम बढ्दैtage चरण (भोल्युमtage मोड ड्राइभिङ) वा हालको (वर्तमान मोड ड्राइभिङ) पङ्क्तिबद्धता र प्रवेग चरणहरूमा प्रयोगकर्तालाई मोटरको काम गर्ने दायरा बुझ्न अनुमति दिन्छ। वास्तवमा, यसले इष्टतम खोज्न मद्दत गर्दछ।
- जब यो बन्द-लूप अपरेशनमा स्विच गर्ने कुरा आउँछ, PI को लाभहरू गति लुपको कारणले नियन्त्रण वा अस्थिरताको हानिलाई बहिष्कार गर्न सुरुमा कम गर्नुपर्छ। यस बिन्दुमा, BEMF सेन्सिङ नेटवर्क ठीकसँग डिजाइन गरिएको छ (खण्ड 2.1 हेर्नुहोस्) र BEMF सिग्नल ठीकसँग प्राप्त भएको छ भन्ने कुरामा निश्चित हुनु महत्त्वपूर्ण छ। प्रयोगकर्ताले BEMF को पढाइ पहुँच गर्न सक्छ, र उपकरणको ASYNC खण्ड खण्डमा उपलब्ध दर्ता BEMF_U, BEMF_V र BEMF_U चयन गरेर मोटर पायलट (चित्र 20 हेर्नुहोस्) मा प्लट गर्न सक्छ। एकपटक मोटर रन स्टेटमा भएपछि, स्पीड लूप कन्ट्रोलर लाभहरू अनुकूलित गर्न सकिन्छ। थप विवरण वा प्यारामिटर अप्टिमाइजेसनको लागि, खण्ड 3 र खण्ड 3.2 हेर्नुहोस्।
यदि मोटर स्टार्टअपमा सार्न सक्दैन भने म के गर्न सक्छु?
- स्टार्टअपमा, रैखिक रूपमा बढ्दो मात्राtage (voltagई मोड ड्राइभिङ) वा वर्तमान (वर्तमान मोड ड्राइभिङ) मोटर चरणहरूमा प्रदान गरिएको छ। लक्ष्य यो एक ज्ञात र पूर्वनिर्धारित स्थिति मा पङ्क्तिबद्ध छ। यदि भोल्युमtage पर्याप्त उच्च छैन (विशेष गरी उच्च जडता स्थिरता भएका मोटरहरूमा), मोटर चल्दैन र प्रक्रिया असफल हुन्छ। सम्भावित समाधानहरूको बारेमा थप जानकारीको लागि, खण्ड 3.1.1 हेर्नुहोस्।
यदि मोटरले एक्सेलेरेशन चरण पूरा गर्दैन भने म के गर्न सक्छु?
पङ्क्तिबद्ध चरणको लागि जस्तै, मोटरलाई ओपन-लूपमा रैखिक रूपमा बढ्दो भोल्युम लागू गरेर द्रुत गरिन्छ।tage (voltage मोड ड्राइभिङ) वा हालको (वर्तमान मोड ड्राइभिङ) मोटर चरणहरूमा। पूर्वनिर्धारित मानहरूले अन्तिम लागू मेकानिकल लोडलाई विचार गर्दैन, वा मोटर स्थिरांकहरू सही र/वा ज्ञात छैनन्। तसर्थ, एक्सेलेरेशन प्रक्रिया मोटर स्टाल वा ओभरकरेन्ट घटनाको साथ असफल हुन सक्छ। सम्भावित समाधानहरूको बारेमा थप जानकारीको लागि, खण्ड 3.1.2 हेर्नुहोस्।
किन मोटर बन्द स्पीड लूपमा स्विच गर्दैन?
यदि मोटरले गतिलाई लक्षित गर्न ठीकसँग गति गर्छ तर यो अचानक बन्द भयो भने, BEMF थ्रेसहोल्ड कन्फिगरेसन वा PI नियन्त्रक लाभहरूमा केहि गलत हुन सक्छ। थप विवरणहरूको लागि खण्ड 3.1.3 हेर्नुहोस्।
गति लूप किन अस्थिर देखिन्छ?
गतिको साथ मापनको आवाजको बृद्धि अपेक्षित छ किनकि उच्च गति हो, BEMF को संख्या कम हुन्छ।ampशून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउन र, फलस्वरूप, यसको गणनाको शुद्धता। यद्यपि, गति लूपको अत्यधिक अस्थिरता गलत BEMF थ्रेसहोल्ड वा PI लाभहरूको लक्षण पनि हुन सक्छ जुन खण्ड 3.1.3 मा हाइलाइट गरिएको छ।
- म कसरी अधिकतम पहुँचयोग्य गति बढाउन सक्छु?
अधिकतम पहुँचयोग्य गति सामान्यतया धेरै कारकहरूद्वारा सीमित हुन्छ: PWM फ्रिक्वेन्सी, सिङ्क्रोनाइजेसनको हानि (अत्यधिक डिमग्नेटाइजेशन अवधि वा शून्य-क्रसिङ पत्ता लगाउने र चरण कम्युटेशन बीचको गलत ढिलाइको कारण), गलत BEMF थ्रेसहोल्डहरू। यी तत्वहरूलाई कसरी अनुकूलन गर्ने भन्ने बारे थप विवरणहरूको लागि, खण्ड 3.2.1, खण्ड 3.2.3, खण्ड 3.2.4 र खण्ड 3.2.5 हेर्नुहोस्।
मोटर अचानक एक निश्चित गतिमा किन रोकिन्छ?
यो सम्भवतः गलत PWM अन-सेन्सिङ BEMF थ्रेसहोल्ड कन्फिगरेसनको कारणले भएको हो। थप विवरणहरूको लागि खण्ड 3.2.5 हेर्नुहोस्।
संशोधन इतिहास
तालिका 2. कागजात संशोधन इतिहास
| मिति | संस्करण | परिवर्तनहरू |
| 24-नोभेम्बर-2023 | 1 | प्रारम्भिक रिलीज। |
महत्त्वपूर्ण सूचना - ध्यानपूर्वक पढ्नुहोस्
STMicroelectronics NV र यसका सहायक कम्पनीहरू ("ST") ले बिना सूचना कुनै पनि समयमा ST उत्पादनहरू र/वा यस कागजातमा परिवर्तनहरू, सुधारहरू, परिमार्जनहरू, परिमार्जनहरू र सुधारहरू गर्ने अधिकार सुरक्षित राख्छन्। खरिदकर्ताहरूले अर्डर राख्नु अघि ST उत्पादनहरूमा नवीनतम सान्दर्भिक जानकारी प्राप्त गर्नुपर्छ। ST उत्पादनहरू अर्डर स्वीकृतिको समयमा ST को बिक्रीका सर्तहरू र सर्तहरू अनुसार बेचिन्छन्।
ST उत्पादनहरूको छनोट, छनोट र प्रयोगको लागि खरिदकर्ताहरू पूर्ण रूपमा जिम्मेवार छन् र ST ले आवेदन सहायता वा खरिदकर्ताहरूको उत्पादनहरूको डिजाइनको लागि कुनै दायित्व मान्दैन।
कुनै लाइसेन्स, एक्सप्रेस वा निहित, कुनै पनि बौद्धिक सम्पत्ति अधिकार यहाँ ST द्वारा प्रदान गरिएको छैन।
ST उत्पादनहरूको छनोट, छनोट र प्रयोगको लागि खरिदकर्ताहरू पूर्ण रूपमा जिम्मेवार छन् र ST ले आवेदन सहायता वा खरिदकर्ताहरूको उत्पादनहरूको डिजाइनको लागि कुनै दायित्व मान्दैन।
कुनै लाइसेन्स, एक्सप्रेस वा निहित, कुनै पनि बौद्धिक सम्पत्ति अधिकार यहाँ ST द्वारा प्रदान गरिएको छैन।
यहाँ उल्लेख गरिएको जानकारी भन्दा फरक प्रावधानहरू सहित ST उत्पादनहरूको पुन: बिक्रीले त्यस्तो उत्पादनको लागि ST द्वारा प्रदान गरिएको कुनै पनि वारेन्टी रद्द हुनेछ।
ST र ST लोगो ST को ट्रेडमार्क हो। ST ट्रेडमार्क बारे थप जानकारीको लागि, सन्दर्भ गर्नुहोस् www.st.com/trademarks अन्य सबै उत्पादन वा सेवा नामहरू तिनीहरूका सम्बन्धित मालिकहरूको सम्पत्ति हुन्।
यस कागजातमा भएको जानकारीले यस कागजातको कुनै पनि अघिल्लो संस्करणहरूमा पहिले प्रदान गरिएको जानकारीलाई हटाउँछ र प्रतिस्थापन गर्दछ।
© 2023 STMicroelectronics - सबै अधिकार सुरक्षित
ST र ST लोगो ST को ट्रेडमार्क हो। ST ट्रेडमार्क बारे थप जानकारीको लागि, सन्दर्भ गर्नुहोस् www.st.com/trademarks अन्य सबै उत्पादन वा सेवा नामहरू तिनीहरूका सम्बन्धित मालिकहरूको सम्पत्ति हुन्।
यस कागजातमा भएको जानकारीले यस कागजातको कुनै पनि अघिल्लो संस्करणहरूमा पहिले प्रदान गरिएको जानकारीलाई हटाउँछ र प्रतिस्थापन गर्दछ।
© 2023 STMicroelectronics - सबै अधिकार सुरक्षित
कागजातहरू / स्रोतहरू
 |
STMicroelectronics STM32 मोटर नियन्त्रण SDK 6 चरण फर्मवेयर सेन्सर कम प्यारामिटर [pdf] प्रयोगकर्ता पुस्तिका STM32 मोटर कन्ट्रोल SDK 6 चरण फर्मवेयर सेन्सर कम प्यारामिटर, मोटर नियन्त्रण SDK 6 चरण फर्मवेयर सेन्सर लेस प्यारामिटर, स्टेप फर्मवेयर सेन्सर कम प्यारामिटर, फर्मवेयर सेन्सर कम प्यारामिटर, सेन्सर कम प्यारामिटर, कम प्यारामिटर, प्यारामिटर |
