STM32 Motorbesturing SDK 6-staps firmwaresensor zonder parameter
Specificaties
- Productnaam: STM32 motorbesturing SDK – 6-staps firmware sensorloze parameteroptimalisatie
- Modelnummer: UM3259
- Herziening: Rev 1 – november 2023
- Fabrikant: STMicroelectronics
- Webwebsite: www.st.com
Overview
Het product is ontworpen voor motorbesturingstoepassingen waarbij de rotorpositie moet worden bepaald zonder gebruik te maken van sensoren. De firmware optimaliseert de parameters voor sensorloze werking, waardoor synchronisatie van stapcommutatie met de rotorpositie mogelijk wordt.
BEMF nuldoorgangsdetectie:
De golfvorm van de achterste elektromotorische kracht (BEMF) verandert met de rotorpositie en snelheid. Er zijn twee strategieën beschikbaar voor nuldoorgangsdetectie:
Terug-EMF-detectie tijdens PWM UIT-tijd: Verkrijg zwevende fase voltage door ADC wanneer er geen stroom vloeit, waarbij nuldoorgang wordt geïdentificeerd op basis van de drempelwaarde.
Terug EMF-detectie tijdens PWM AAN-tijd: Midden=tik voltage bereikt de helft van busvoltage, nuldoorgang identificeren op basis van drempelwaarde (VS / 2).
STM32 motorbesturing SDK – 6-staps firmware sensorloze parameteroptimalisatie
Invoering
Dit document beschrijft hoe u de configuratieparameters voor een sensorloos algoritme uit zes stappen kunt optimaliseren. Het doel is om een soepele en snelle opstartprocedure te verkrijgen, maar ook een stabiel closed-loop-gedrag. Bovendien legt het document ook uit hoe u een goede omschakeling kunt bereiken tussen tegen-EMF-nuldoorgangsdetectie tijdens PWM UIT-tijd en PWM AAN-tijd wanneer de motor op hoge snelheid draait met een vol vermogen.tage rijmodustechniek. Voor meer details over het 6-staps firmware-algoritme en de voltage/huidige rijtechniek, raadpleeg de bijbehorende gebruikershandleiding in het X-CUBE-MCSDK-documentatiepakket.
Acroniemen en afkortingen
| Acroniem | Beschrijving |
| MCSDK | Ontwikkelingskit voor motorbesturingssoftware (X-CUBE-MCSDK) |
| HW | Hardware |
| IDE | Geïntegreerde ontwikkelomgeving |
| MCU | Microcontroller-eenheid |
| GPIO | Algemene invoer/uitvoer |
| ADC | Analoog-digitaalomzetter |
| VM | Deeltage-modus |
| SL | Sensorloos |
| BEMF | Elektromotorische kracht achter |
| FW | Bedrijfsprogramma |
| ZC | Nuldoorgang |
| Grafische gebruikersinterface | Grafische gebruikersinterface |
| MC | Motorische besturing |
| OCP | Overstroombeveiliging |
| PID | Proportioneel-integraal-afgeleide (controller) |
| SDK | Software ontwikkelingspakket |
| UI | Gebruikersinterface |
| MC-werkbank | Werkbankgereedschap voor motorbesturing, onderdeel van MCSDK |
| Motorpiloot | Motorpilot-tool, onderdeel van MCSDK |
Overview
In de 6-staps sensorloze rijmodus maakt de firmware gebruik van de back electromotive force (BEMF) die wordt waargenomen tijdens de zwevende fase. De positie van de rotor wordt verkregen door het detecteren van de nuldoorgang van de BEMF. Dit wordt gewoonlijk gedaan met behulp van een ADC, zoals weergegeven in figuur 1. In het bijzonder, wanneer het magnetische veld van de rotor de hoge-Z-fase kruist, wordt de overeenkomstige BEMF-voltage verandert van teken (nuldoorgang). Het BEMF voltage kan worden geschaald aan de ADC-ingang, dankzij een weerstandsnetwerk dat de voltage afkomstig van de motorfase.
Omdat het BEMF-signaal echter evenredig is met de snelheid, kan de rotorpositie niet worden bepaald bij het opstarten of bij zeer lage snelheid. Daarom moet de motor in een open lus worden versneld totdat er voldoende BEMF-vol istage is bereikt. Dat BEMF voltage maakt de synchronisatie van de stapcommutatie met de rotorpositie mogelijk.
In de volgende paragrafen worden de opstartprocedure en de gesloten-luswerking beschreven, samen met de parameters om deze af te stemmen.
BEMF-nuldoorgangsdetectie
De tegen-EMF-golfvorm van een borstelloze motor verandert samen met de rotorpositie en snelheid en heeft een trapeziumvorm. Figuur 2 toont de golfvorm van de stroom en de tegen-EMK voor één elektrische periode, waarbij de ononderbroken lijn de stroom aangeeft (rimpelingen worden omwille van de eenvoud genegeerd), de stippellijn de tegen-elektromotorische kracht vertegenwoordigt en de horizontale coördinaat de elektrische kracht vertegenwoordigt. perspectief van motorrotatie.
Het midden van elke twee fase-schakelpunten komt overeen met één punt waarvan de polariteit van de achterste elektromotorische kracht is veranderd: het nuldoorgangspunt. Zodra het nuldoorgangspunt is geïdentificeerd, wordt het fase-schakelmoment ingesteld na een elektrische vertraging van 30°. Om de nuldoorgang van de BEMF te detecteren, moet de middenkraan voltage moet bekend zijn. De middenaftakking is gelijk aan het punt waar de drie motorfasen met elkaar zijn verbonden. Bij sommige motoren is de middenkraan beschikbaar. In andere gevallen kan het worden gereconstrueerd via de voltage fasen. Het 6-stappenalgoritme dat hier wordt beschreven, maakt gebruik van voordelentage van de aanwezigheid van een BEMF-detectienetwerk aangesloten op de motorfasen waarmee het middenaftakkingsvolume kan worden berekendtage.
- Er zijn twee verschillende strategieën beschikbaar voor de identificatie van het nuldoorgangspunt
- Terug-EMF-detectie tijdens de PWM OFF-tijd
- Terug-EMF-detectie tijdens de PWM AAN-tijd (momenteel ondersteund in voltagalleen e-modus)
Tijdens de PWM OFF-tijd wordt de zwevende fase voltage wordt overgenomen door de ADC. Omdat er geen stroom vloeit in de zwevende fase en de andere twee met aarde zijn verbonden, heeft de BEMF, wanneer hij de nul overschrijdt in de zwevende fase, een gelijke en tegengestelde polariteit op de andere fasen: de middenaftakkingtage is dus nul. Het nuldoorgangspunt wordt dus geïdentificeerd wanneer de ADC-conversie boven een gedefinieerde drempel uitkomt of eronder daalt.
Aan de andere kant is tijdens de PWM AAN-tijd één fase verbonden met de bus voltage, en een andere op de grond (Figuur 3). In deze toestand is de middenkraan voltage bereikt de helft van het busvolumetage-waarde wanneer de BEMF in de zwevende fase nul is. Net als voorheen wordt het nuldoorgangspunt geïdentificeerd wanneer de ADC-conversie boven (of onder) een gedefinieerde drempel komt. Dit laatste komt overeen met VS / 2.
BEMF-detectienetwerkontwerp
In Figuur 4 wordt het veelgebruikte netwerk getoond om de BEMF te detecteren. Het doel is om de motorfase voltage op juiste wijze door de ADC te worden verworven. De R2- en R1-waarden moeten worden gekozen in overeenstemming met de busvoltage-niveau. De gebruiker moet zich ervan bewust zijn dat het implementeren van een R1 / (R2 + R1) verhouding die veel lager is dan nodig, het BEMF-signaal te laag kan zijn en de regeling niet robuust genoeg.
Aan de andere kant zou een verhouding die hoger is dan nodig leiden tot het veelvuldig in- en uitschakelen van de D1-beschermingsdiodes waarvan de herstelstroom ruis kan veroorzaken. De aanbevolen waarde is:
Zeer lage waarden voor R1 en R2 moeten worden vermeden om de stroomafname van de motorfase te beperken.
R1 is soms verbonden met een GPIO in plaats van GND. Hiermee kan het netwerk runtime worden in- of uitgeschakeld.
In de 6-staps firmware bevindt de GPIO zich altijd in de resetstatus en is het netwerk ingeschakeld. Er moet echter rekening worden gehouden met de eventuele aanwezigheid van D3 bij het instellen van de BEMF-drempels voor detectie tijdens de PWM AAN-tijd: dit voegt gewoonlijk 0.5 0.7 V toe aan de ideale drempel.
C1 is bedoeld voor filterdoeleinden en mag de signaalbandbreedte in het PWM-frequentiebereik niet beperken.
D4 en R3 zijn bedoeld voor snelle ontlading van het BEMF_SENSING_ADC-knooppunt tijdens de PWM-commutaties, vooral bij hoge volumestage borden.
De D1- en D2-diodes zijn optioneel en mogen alleen worden toegevoegd als het risico bestaat dat de maximale waarden van het BEMF-detectie-ADC-kanaal worden overtreden.
Optimalisatie van de parameters van het besturingsalgoritme
Opstartprocedure
De opstartprocedure bestaat doorgaans uit een reeks van drie secondentagzijn:
- Uitlijning. De rotor is uitgelijnd op een vooraf bepaalde positie.
- Acceleratie met open lus. De voltagDe pulsen worden in een vooraf bepaalde volgorde toegepast om een magnetisch veld te creëren dat ervoor zorgt dat de rotor begint te draaien. De snelheid van de reeks wordt geleidelijk verhoogd om de rotor een bepaalde snelheid te laten bereiken.
- Overschakelen. Zodra de rotor een bepaalde snelheid heeft bereikt, schakelt het algoritme over naar een 6-staps besturingsreeks met gesloten lus om de controle over de snelheid en richting van de motor te behouden.
Zoals weergegeven in figuur 5 kan de gebruiker de opstartparameters in de MC-workbench aanpassen voordat de code wordt gegenereerd. Er zijn twee verschillende rijmodi beschikbaar:
- Deeltage-modus. Het algoritme regelt de snelheid door de werkcyclus van de PWM die op de motorfasen wordt toegepast te variëren: een doelfase Voltage wordt gedefinieerd voor elk segment van de startup profile
- Huidige modus. Het algoritme regelt de snelheid door de stroom die in de motorfasen vloeit te variëren: voor elk segment van de opstartpro wordt een stroomdoel gedefinieerdfile
Figuur 5. Opstartparameters in de MC-werkbank
Uitlijning
In Figuur 5 komt Fase 1 altijd overeen met de uitlijningsstap. De rotor wordt uitgelijnd op de 6-stapspositie die het dichtst bij de “initiële elektrische hoek” ligt.
Het is belangrijk op te merken dat de duur van fase 1 standaard 200 ms is. Tijdens deze stap wordt de duty-cycle lineair verhoogd om de doelfase Voltage (Fasestroom, als de huidige rijmodus is geselecteerd). Bij omvangrijke motoren of bij hoge traagheid kan echter de voorgestelde duur, of zelfs de beoogde Phase Voltage/Current is mogelijk niet voldoende om de rotatie goed te starten.
In Figuur 6 wordt een vergelijking gegeven tussen een verkeerde uitlijningsconditie en een goede.
Als de doelwaarde of duur van fase 1 niet voldoende is om de rotor in de startpositie te dwingen, kan de gebruiker de motor zien trillen zonder te beginnen draaien. Ondertussen neemt de stroomabsorptie toe. Tijdens de eerste periode van de opstartprocedure neemt de stroom toe, maar het koppel is niet voldoende om de traagheid van de motor te overwinnen. Bovenaan figuur 6 (A) kan de gebruiker de stroom zien toenemen. Er is echter geen sprake van BEMF: de motor slaat dan af. Zodra de versnellingsstap is gestart, verhindert de onzekere positie van de rotor dat het algoritme de opstartprocedure voltooit en de motor laat draaien.
Het verhogen van de voltagDe e/current-fase tijdens fase 1 kan het probleem oplossen.
In voltage-modus, het doelvoltage tijdens het opstarten kan worden aangepast met de Motor Pilot zonder dat de code opnieuw hoeft te worden gegenereerd. In de Motor Pilot, in het toerentalgedeelte, dezelfde acceleratieprofessionalfile van Figuur 1 wordt gerapporteerd (zie Figuur 7). Merk op dat hier de voltagDe fase kan worden weergegeven als de puls die is ingesteld in het timerregister (S16A-eenheid), of als corresponderend met het uitgangsvolumetage (Vrms-eenheid).
Zodra de gebruiker de juiste waarden heeft gevonden die het beste bij de motor passen, kunnen deze waarden in het MC-werkbankproject worden geïmplementeerd. Hiermee kan de code opnieuw worden gegenereerd om de standaardwaarde toe te passen. De onderstaande formule verklaart de correlatie tussen voltage-fase in Vrms- en S16A-eenheden.
In de huidige modus, in de Motor Pilot GUI, wordt de doelstroom alleen weergegeven in S16A. De conversie ervan in ampEre hangt af van de shuntwaarde en de amplificatieversterking gebruikt in de stroombegrenzercircuits.
Acceleratie met open lus
In Figuur 5 komt Fase 2 overeen met de acceleratiefase. De sequentie van 6 stappen wordt toegepast om de motor in een open lus te versnellen. Daarom is de rotorpositie niet gesynchroniseerd met de sequentie van 6 stappen. De stroomfasen zijn dan hoger dan optimaal en het koppel is lager.
In de MC-werkbank (Figuur 5) kan de gebruiker een of meer versnellingssegmenten definiëren. Met name voor een omvangrijke motor wordt aanbevolen om deze met een langzamere r te versnellenamp om de traagheid te overwinnen voordat een steilere r wordt uitgevoerdamp. Tijdens elk segment wordt de duty-cycle lineair verhoogd om het uiteindelijke doel van het volume te bereikentage/huidige fase van dat segment. Het forceert dus de commutatie van de fasen met de overeenkomstige snelheid aangegeven in dezelfde configuratietabel.
In Figuur 8 wordt een vergelijking weergegeven tussen een versnelling met een voltagDe fase (A) is te laag en er is een goede fase (B) aanwezig.
Als het doelvoltage/stroom van één fase of de duur ervan is niet voldoende om de motor die overeenkomstige snelheid te laten bereiken, de gebruiker kan zien dat de motor stopt met draaien en begint te trillen. Bovenaan figuur 8 neemt de stroom plotseling toe wanneer de motor afslaat, terwijl de stroom, wanneer hij op de juiste wijze wordt versneld, zonder onderbrekingen toeneemt. Zodra de motor stopt, mislukt de opstartprocedure.
Het verhogen van de voltagDe e/current-fase kan het probleem oplossen.
Aan de andere kant, als de voltagDe gedefinieerde e/current-fase is te hoog. Omdat de motor inefficiënt draait in open-lus, kan de stroom stijgen en de overstroom bereiken. De motor stopt plotseling en er wordt een overstroomalarm weergegeven door de Motor Pilot. Het gedrag van de stroom wordt getoond in Figuur 9.
Het volume verlagentagDe e/current-fase kan het probleem oplossen.
Net als de uitlijningsstap, wordt het doel voltage/current kan tijdens het opstarten met de Motor Pilot de runtime worden aangepast zonder dat de code opnieuw hoeft te worden gegenereerd. Vervolgens kan het worden geïmplementeerd in het MC workbench-project wanneer de juiste instelling is geïdentificeerd.
Overschakelen
De laatste stap van de opstartprocedure is de omschakeling. Tijdens deze stap maakt het algoritme gebruik van de gedetecteerde BEMF om de zesstapsreeks te synchroniseren met de rotorpositie. De omschakeling begint in het segment dat wordt aangegeven in de parameter die is onderstreept in afbeelding 6. Deze kan worden geconfigureerd in het sensorloze opstartparametergedeelte van de MC-werkbank.
Na een geldig BEMF-nuldoorgangsdetectiesignaal (om aan deze voorwaarde te voldoen, zie paragraaf 2.1), schakelt het algoritme over naar een gesloten-luswerking. De omschakelingsstap kan om de volgende redenen mislukken:
- De omschakelsnelheid is niet correct geconfigureerd
- PI-versterkingen van de snelheidslus zijn te hoog
- Drempels voor het detecteren van de BEMF-nuldoorgangsgebeurtenis zijn niet correct ingesteld
Omschakelsnelheid niet correct geconfigureerd
De snelheid waarmee de omschakeling start is standaard hetzelfde als de initiële doelsnelheid die kan worden geconfigureerd in het gedeelte Drive Setting van de MC-werkbank. De gebruiker moet zich ervan bewust zijn dat, zodra de snelheidslus gesloten is, de motor onmiddellijk wordt versneld van de omschakelsnelheid naar de doelsnelheid. Als deze twee waarden erg ver uit elkaar liggen, kan er een overstroomstoring optreden.
PI-versterkingen van de snelheidslus te hoog
Tijdens het omschakelen gaat het algoritme van het forceren van een vooraf gedefinieerde reeks naar het meten van de snelheid en het berekenen van de uitgangswaarden dienovereenkomstig. Het compenseert dus de werkelijke snelheid die het resultaat is van de versnelling met open lus. Als de PI-winsten te hoog zijn, kan er een tijdelijke instabiliteit optreden, maar deze kan bij overdrijving leiden tot overstroomuitval.
Figuur 11 toont en vbampvan dergelijke instabiliteit tijdens de overgang van open-lus naar gesloten-luswerking.
Verkeerde BEMF-drempels
- Als de verkeerde BEMF-drempels zijn ingesteld, wordt de nuldoorgang vooraf of laat gedetecteerd. Dit veroorzaakt twee belangrijke effecten:
- De golfvormen zijn asymmetrisch en de regeling is inefficiënt, wat leidt tot hoge koppelrimpelingen (Figuur 12)
- De snelheidslus wordt onstabiel door te proberen de koppelrimpelingen te compenseren
- De gebruiker zou een onstabiele snelheidsregeling ervaren en, in het ergste geval, een desynchronisatie van de motoraandrijving met de besturing, wat tot een overstroomgebeurtenis zou leiden.
- De juiste instelling van BEMF-drempels is cruciaal voor goede prestaties van het algoritme. Drempels zijn ook afhankelijk van het busvolumetage-waarde en het detectienetwerk. Het wordt aanbevolen om sectie 2.1 te raadplegen om te controleren hoe u voltage-niveaus tot de nominale waarde die is ingesteld in de MC-werkbank.
Gesloten werking
Als de motor de acceleratiefase voltooit, wordt de BEMF-nuldoorgang gedetecteerd. De rotor wordt gesynchroniseerd met de 6-stapsreeks en er wordt een gesloten-luswerking verkregen. Er kan echter verdere parameteroptimalisatie worden uitgevoerd om de prestaties te verbeteren.
Zoals bijvoorbeeld beschreven in paragraaf 3.1.3 (“Verkeerde BEMF-drempels”) kan de snelheidslus, zelfs als deze werkt, onstabiel lijken en kunnen BEMF-drempels enige verfijning nodig hebben.
Bovendien moet met de volgende aspecten rekening worden gehouden als een motor op hoge snelheid moet werken of wordt aangedreven met een hoge PWM-werkcyclus:
PWM-frequentie
- Snelheidslus PI-winsten
- Demagnetisatie-blankingsperiodefase
- Vertraging tussen nuldoorgang en stapcommutatie
- Schakel tussen PWM OFF-tijd en ON-tijddetectie
PWM-frequentie
Het sensorloze 6-stapsalgoritme voert elke PWM-cyclus een acquisitie van de BEMF uit. Om de nuldoorgangsgebeurtenis correct te detecteren, is een voldoende aantal acquisities vereist. Als vuistregel geldt dat voor een goede werking minimaal 10 acquisities over 60 elektrische hoeken een goede en stabiele rotorsynchronisatie opleveren.
Daarom
Snelheidslus PI-winsten
Snelheidslus PI-versterkingen beïnvloeden de reactiesnelheid van de motor op elk commando voor versnelling of vertraging. Een theoretische beschrijving van hoe een PID-regelaar werkt valt buiten het bestek van dit document. De gebruiker moet zich er echter van bewust zijn dat de versterkingen van de snelheidslusregelaar tijdens de looptijd via de Motor Pilot kunnen worden gewijzigd en naar wens kunnen worden aangepast.
Demagnetisatie-blankingsperiodefase
De demagnetisatie van de zwevende fase is een periode na de verandering van de fase-bekrachtiging gedurende welke, als gevolg van de huidige ontlading (Figuur 14), de tegen-EMK-meting niet betrouwbaar is. Daarom moet het algoritme het signaal negeren voordat het is verstreken. Deze periode wordt in de MC-werkbank gedefinieerd als een percentagetage van een stap (60 elektrische graden) en kan via de Motor Pilot worden gewijzigd, zoals weergegeven in Afbeelding 15. Hoe hoger het motortoerental, hoe sneller de demagnetisatieperiode. De demagnetisatie bereikt standaard een ondergrens die is ingesteld op drie PWM-cycli bij 2/3 van de maximale nominale snelheid. Als de inductiefase van de motor laag is en er niet veel tijd nodig is om te demagnetiseren, kan de gebruiker de maskeerperiode of de snelheid waarmee de minimumperiode wordt ingesteld, verkorten. Het wordt echter niet aanbevolen om de maskeringsperiode te verlagen tot minder dan 2 – 3 PWM-cycli, omdat de besturing plotselinge instabiliteit kan oplopen tijdens stapcommutatie.
Vertraging tussen BEMF-nuldoorgang en stapcommutatie
Zodra de BEMF-nuldoorgangsgebeurtenis is gedetecteerd, wacht het algoritme normaal gesproken 30 elektrische graden tot een stapsequentiecommutatie (Figuur 16). Op deze manier wordt de nuldoorgang in het midden van de stap gepositioneerd om de maximale efficiëntie te bereiken.
Omdat de nauwkeurigheid van de nuldoorgangsdetectie afhangt van het aantal acquisities, en dus van de PWM-frequentie (zie paragraaf 3.2.1), kan de nauwkeurigheid van de detectie ervan relevant worden bij hoge snelheid. Het genereert dan een duidelijke asymmetrie van de golfvormen en de vervorming van de stroom (zie figuur 17). Dit kan worden gecompenseerd door de vertraging tussen nuldoorgangsdetectie en stapcommutatie te verkleinen. De nuldoorgangsvertraging kan door de gebruiker worden gewijzigd via de Motor Pilot, zoals weergegeven in Afbeelding 18.
Schakel tussen PWM OFF-tijd en ON-tijddetectie
Terwijl de snelheid of de belastingsstroom (dat wil zeggen het uitgangskoppel van de motor) wordt verhoogd, neemt de duty-cycle van de PWM-aandrijving toe. Dus de tijd voor sampHet gebruik van de BEMF tijdens de OFF-tijd wordt verminderd. Om 100% van de inschakelduur te bereiken, wordt de ADC-conversie geactiveerd tijdens de AAN-tijd van de PWM, waardoor wordt overgeschakeld van BEMF-detectie tijdens de PWM UIT-tijd naar PWM AAN-tijd.
Een verkeerde configuratie van de BEMF-drempels tijdens de AAN-tijd leidt tot dezelfde problemen als beschreven in Paragraaf 3.1.3 (“Verkeerde BEMF-drempels”).
Standaard zijn BEMF ON-detectiedrempels ingesteld op de helft van het busvolumetage (zie paragraaf 2.1). De gebruiker moet er rekening mee houden dat de werkelijke drempels afhankelijk zijn van het busvolumetage waarde- en sensornetwerk. Volg de aanwijzingen in Sectie 2.1 en zorg ervoor dat u de voltage-niveau tot het nominale niveau dat is ingesteld in de MC-werkbank.
Waarden van de drempels en PWM-werkcyclus waarbij het algoritme wisselt tussen UIT- en AAN-detectie, kunnen tijdens de looptijd worden geconfigureerd via de Motor Pilot (Afbeelding 19) en zijn beschikbaar in Vol.tagAlleen rijden in e-modus.
Probleemoplossing
Waar moet ik op letten om een motor goed te laten draaien met een sensorloos 6-stapsalgoritme? Een motor laten draaien met een sensorloos 6-stapsalgoritme houdt in dat je het BEMF-signaal goed kunt detecteren, de motor kunt versnellen en synchroniseer de rotor met het besturingsalgoritme. De juiste meting van de BEMF-signalen ligt in het effectieve ontwerp van het BEMF-detectienetwerk (zie paragraaf 2.1). Het doel voltage (voltage-modus rijden) of stroom (huidige modus rijden) tijdens de opstartprocedure hangt af van de motorparameters. De definitie (en uiteindelijk de duur) van de voltagDe e/current-fase tijdens de uitlijnings-, acceleratie- en omschakelingsstappen zijn cruciaal voor een succesvolle procedure (zie hoofdstuk 3).
Uiteindelijk hangt de synchronisatie van de rotor en de mogelijkheid om de motorsnelheid te verhogen tot het nominale toerental af van de optimalisatie van de PWM-frequentie, BEMF-drempels, demagnetisatieperiode en vertraging tussen nuldoorgangsdetectie en stapcommutatie, zoals beschreven in Sectie 3.2.
Wat is de juiste waarde van de BEMF-weerstandsdeler?
De gebruiker moet zich ervan bewust zijn dat een verkeerde waarde van de BEMF-weerstandsdeler elke kans op een goede aansturing van de motor kan wegnemen. Voor meer details over het ontwerpen van het BEMF-detectienetwerk, zie paragraaf 2.1.
Hoe configureer ik de opstartprocedure?
- Om het opstartproces te optimaliseren, wordt aanbevolen om de duur van elke stap van de opstartfase te verlengen tot enkele seconden. Het is dan mogelijk om te begrijpen of de motor op de juiste manier accelereert, of bij welke snelheid/stap van de open-lusprocedure hij faalt.
- Het is niet aan te raden een motor met een hoog traagheidsmoment met een te steile r te versnellenamp.
- Als het geconfigureerde voltagDe fase of huidige fase is te laag, de motor slaat af. Als deze te hoog is, wordt de overstroom geactiveerd. Geleidelijk het volume verhogentage-fase (voltage-modus rijden) of stroom (huidige modus rijden) tijdens de uitlijnings- en acceleratiestappen geeft de gebruiker inzicht in het werkingsbereik van de motor. Het helpt inderdaad om het optimale te vinden.
- Als het gaat om het overschakelen naar een gesloten-luswerking, moeten de versterkingen van de PI eerst worden verminderd om uit te sluiten dat controleverlies of instabiliteit te wijten is aan een snelheidslus. Op dit punt is het van cruciaal belang om er zeker van te zijn dat het BEMF-detectienetwerk goed is ontworpen (zie paragraaf 2.1) en dat het BEMF-signaal op de juiste manier wordt verkregen. De gebruiker heeft toegang tot de uitlezing van de BEMF en kan deze plotten in de Motor Pilot (zie Figuur 20) door de beschikbare registers BEMF_U, BEMF_V en BEMF_U te selecteren in de ASYNC-plotsectie van de tool. Zodra de motor zich in de Run-status bevindt, kunnen de winsten van de snelheidsluscontroller worden geoptimaliseerd. Voor verdere details of parameteroptimalisatie, zie Hoofdstuk 3 en Hoofdstuk 3.2.
Wat kan ik doen als de motor niet beweegt bij het opstarten?
- Bij het opstarten is er een lineair toenemend volumetage (voltage-modus rijden) of stroom (huidige modus rijden) wordt aan de motorfasen geleverd. Het doel is om het uit te lijnen op een bekende en vooraf gedefinieerde positie. Als de voltage niet hoog genoeg is (vooral bij motoren met een hoge traagheidsconstante), beweegt de motor niet en mislukt de procedure. Voor meer informatie over mogelijke oplossingen, zie paragraaf 3.1.1.
Wat kan ik doen als de motor de acceleratiefase niet voltooit?
Net als bij de uitlijningsfase wordt de motor in een open lus versneld door een lineair toenemend volume toe te passentage (voltage-modus rijden) of stroom (huidige modus rijden) naar de motorfasen. Standaardwaarden houden geen rekening met eventuele toegepaste mechanische belasting, of de motorconstanten zijn niet nauwkeurig en/of bekend. Daarom kan de acceleratieprocedure mislukken als de motor afslaat of als er sprake is van overstroom. Voor meer informatie over mogelijke oplossingen, zie paragraaf 3.1.2.
Waarom schakelt de motor niet over naar een gesloten snelheidslus?
Als de motor correct accelereert tot de doelsnelheid maar plotseling stopt, is er mogelijk iets mis in de BEMF-drempelconfiguratie of wint de PI-controller. Raadpleeg paragraaf 3.1.3 voor meer details.
Waarom ziet de snelheidslus er onstabiel uit?
Er wordt een toename van de ruis van de meting verwacht met de snelheid, aangezien hoe hoger de snelheid is, hoe lager het aantal BEMF'sampbestanden voor nuldoorgangsdetectie en bijgevolg voor de nauwkeurigheid van de berekening ervan. Een excessieve instabiliteit van de snelheidslus kan echter ook het symptoom zijn van een verkeerde BEMF-drempel of PI-versterkingen die niet goed zijn geconfigureerd, zoals benadrukt in paragraaf 3.1.3.
- Hoe kan ik de maximaal bereikbare snelheid verhogen?
De maximaal bereikbare snelheid wordt meestal beperkt door verschillende factoren: PWM-frequentie, verlies van synchronisatie (als gevolg van een overmatige demagnetisatieperiode of verkeerde vertraging tussen nuldoorgangsdetectie en stapcommutatie), onnauwkeurige BEMF-drempels. Voor meer details over hoe u deze elementen kunt optimaliseren, zie Paragraaf 3.2.1, Paragraaf 3.2.3, Paragraaf 3.2.4 en Paragraaf 3.2.5.
Waarom stopt de motor plotseling bij een bepaald toerental?
Dit is waarschijnlijk te wijten aan een onnauwkeurige PWM-on-sensing BEMF-drempelconfiguratie. Raadpleeg paragraaf 3.2.5 voor meer details.
Revisiegeschiedenis
Tabel 2. Document revisiegeschiedenis
| Datum | Versie | Wijzigingen |
| 24-2023-XNUMX | 1 | Eerste release. |
BELANGRIJKE MEDEDELING – LEES ZORGVULDIG
STMicroelectronics NV en haar dochterondernemingen ("ST") behouden zich het recht voor om op elk moment zonder kennisgeving wijzigingen, correcties, verbeteringen, aanpassingen en aanpassingen aan te brengen in ST-producten en/of in dit document. Kopers dienen de laatste relevante informatie over ST-producten te verkrijgen voordat ze een bestelling plaatsen. ST-producten worden verkocht overeenkomstig de verkoopvoorwaarden van ST die van kracht zijn op het moment van orderbevestiging.
Kopers zijn als enige verantwoordelijk voor de keuze, selectie en het gebruik van ST-producten. ST aanvaardt geen aansprakelijkheid voor hulp bij de toepassing of het ontwerp van de producten van kopers.
ST verleent hierbij geen enkele licentie, expliciet of impliciet, op enig intellectueel eigendomsrecht.
Kopers zijn als enige verantwoordelijk voor de keuze, selectie en het gebruik van ST-producten. ST aanvaardt geen aansprakelijkheid voor hulp bij de toepassing of het ontwerp van de producten van kopers.
ST verleent hierbij geen enkele licentie, expliciet of impliciet, op enig intellectueel eigendomsrecht.
Bij wederverkoop van ST-producten met bepalingen die afwijken van de hierin vermelde informatie, vervalt de garantie die ST op dat product verleent.
ST en het ST-logo zijn handelsmerken van ST. Voor aanvullende informatie over ST-handelsmerken, zie www.st.com/trademarkS. Alle andere product- of servicenamen zijn eigendom van hun respectievelijke eigenaren.
De informatie in dit document vervangt de informatie die eerder in eerdere versies van dit document is verstrekt.
© 2023 STMicroelectronics – Alle rechten voorbehouden
ST en het ST-logo zijn handelsmerken van ST. Voor aanvullende informatie over ST-handelsmerken, zie www.st.com/trademarkS. Alle andere product- of servicenamen zijn eigendom van hun respectievelijke eigenaren.
De informatie in dit document vervangt de informatie die eerder in eerdere versies van dit document is verstrekt.
© 2023 STMicroelectronics – Alle rechten voorbehouden
Documenten / Bronnen
 |
STMicroelectronics STM32 Motorbesturing SDK 6-staps firmwaresensor zonder parameter [pdf] Gebruikershandleiding STM32 Motorbesturing SDK 6 stappen Firmwaresensor zonder parameter, Motorbesturing SDK 6 stappen Firmwaresensor zonder parameter, Stap Firmwaresensor zonder parameter, Firmwaresensor zonder parameter, Sensor zonder parameter, Minder parameter, Parameter |
