MICROCHIP AN1292 Tuning Guide Uporabniški priročnik

MICROCHIP AN1292 Tuning Guide Uporabniški priročnik

V tem dokumentu je opisan postopek po korakih za delovanje motorja z algoritmom, opisanim v AN1292 »Polje usmerjen nadzor brez senzorja (FOC) za sinhronski motor s trajnim magnetom (PMSM) z uporabo ocenjevalca PLL in oslabitve polja (FW)« (DS01292 ).

NASTAVITEV PARAMETROV PROGRAMSKE OPREME
Vsi glavni konfigurabilni parametri so definirani v userparms.h file. Prilagoditev parametrov interni numerični obliki se izvede z uporabo preglednice tuning_params.xls Excel® (glejte sliko 1-1). to file je vključen v arhiv AN1292 file, ki je na voljo za prenos pri Microchipu webspletno mesto (www.microchip.com). Po vnosu podatkov o motorju in strojni opremi v preglednico je treba izračunane parametre vnesti v glavo userparms.h file, kot kažejo naslednji koraki.

SLIKA 1-1: tuning_params.xls

1. KORAK – Izpolnite Excelovo preglednico tuning_params.xls z naslednjimi parametri:
a) Peak Voltage
Peak voltage predstavlja vrh voltage na kondenzatorjih vmesnega tokokroga. Prav tako
predstavlja DC voltage, ko je na vmesni tok priključen enosmerni napajalnik. Če se enosmerni vmesni tok napaja iz enofaznega usmerniškega mostu, se izmenični tok vol.tage je priključen na usmernik:

V AC peak V ACrms = √ 2

b) Temenski tok
Temenski tok predstavlja največjo realno vrednost toka, ki ga je mogoče interno predstaviti, kar je odvisno od zajemalnega bloka. Ob upoštevanju največjega vhoda v ADC 3.3 V, ojačenje vezja za pridobivanje in vrednost tokovnih šantov določata največjo vrednost toka, ki bo ustrezala interni predstavitvi številk dsPIC® DSC. Nasprotno pa tok, katerega predstavitev notranjega števila je na zgornji meji, predstavlja najvišji tok, kot ga lahko vnesete v označeno polje preglednice Excel.

SLIKA 1-2: VEZJE ZA PRIPRAVLJANJE SIGNALA

Za vezje, predstavljeno na sliki 1-2 zgoraj, ima vezje za zajemanje toka amplifikacijski dobiček:
Vrednost shunt upora za MCLV je 5 mΩ in z največjo voltage, sprejet pri vhodu ADC 3.3 V, povzroči največji tokovni odčitek:

Upoštevajte, da se izračunana vrednost vršnega toka (Imax) razlikuje od tiste, navedene v Excelovi preglednici file (Slika 1-1) – razlog je, da je druga vrednost eksperimentalno določena, kot bo opisano kasneje v tem dokumentu (korak 3-d).
c) Obdobje PWM in mrtvi čas
Obdobje PWM je sampling in kontrolno obdobje za ta algoritem (AN1292). Mrtvi čas predstavlja čas, ki je potreben, da se močnostne polprevodniške naprave povrnejo iz prejšnjega stanja, tako da na nobenem kraku pretvornika ne pride do preboja. Vrednosti, vnesene v ta polja, se morajo ujemati z uporabljenimi. Predstavitvena programska oprema, vključena v opombo o aplikaciji, izvaja vrednost 2 µs za mrtvi čas, za obdobje PWM pa se uporablja vrednost 50 µs, kar je frekvenca PWM 20 kHz.
d) Električni parametri motorja
Za parametre Statorski upor (Rs), Statorska induktivnost (Ls) in VoltagKonstanta (Kfi) jih vnesite iz podatkov proizvajalca motorja ali pa jih določite eksperimentalno. Za podrobnosti o eksperimentalnem izračunu Kfi si oglejte razdelek »Uravnavanje in eksperimentalni rezultati« opombe o aplikaciji, AN1292.

e) Nazivna in največja hitrost
Nazivna hitrost je parameter, ki ga zagotovi proizvajalec in predstavlja hitrost, ki jo je mogoče doseči z nazivnim tokom in vol.tage na ploščici motorja. Največja hitrost je parameter, ki ga zagotovi proizvajalec in je odvisna predvsem od mehanskih parametrov motorja. Opazimo lahko, da je največja hitrost višja od nazivne hitrosti in da je vmesno območje pokrito v načinu konstantne moči, kjer je implicirana tehnika oslabitve polja.
f) Dejavniki napovedi
Stolpec z vnaprejšnjim razdeljevanjem ustreza konstanti skaliranja, ki se uporablja za prenos nastalega izračuna normaliziranih vrednosti v obseg numerične predstavitve [-32768, 32767]. Skaliranje Predivision ne bi smelo le prinesti konstant v obseg, ampak tudi v primeru inverzne voltage konstanta (Kfi), da se njena začetna izračunana vrednost deli tako, da ko se naknadno pomnoži zaradi tehnike oslabitve polja, ne preseže obsega numerične predstavitve. Faktorje predivizije najdete v programski kodi v obliki deljenja
izraz delovanja (levi premik).
Na primerample, NORM_LSDTBASE Predivision skaliranje je 256 v preglednici,
kar se odraža v naslednji vrstici kode:

ocena.c

Kot je mogoče opaziti, se namesto premaknitve v levo s 15 zaradi predhodne delitve z 28 končno premakne s 7. Enako se zgodi za NORM_RS, ki je vnaprej razdeljen z 2, da ohrani NORM_RS v območju, kar preprečuje številčno preliv. Posledica tega je ustrezen razdelek kode estim.c za izravnavo začetnega predvidevanja s premikom 14 namesto 15:

V primeru NORM_INVKFIBASE je Predivision 2 in obratno množenje se izvede v naslednji vrstici kode:

2. KORAK – Izvoz proizvedenih parametrov v userparms.h.
Dobljene vrednosti v stolpcih na desni strani, združene kot izhodni parametri, je treba vnesti v userparms.h file ustrezne definicije. Upoštevajte, da so elementi v izhodnih parametrih različno obarvani, kar natančno označuje, katere od njih je treba kopirati in prilepiti neposredno v programsko kodo.

KORAK 3 – Najprej nastavite odprto zanko
a) Aktivirajte delovanje odprte zanke
Uglaševanje z odprto zanko je mogoče upravljati ločeno, tako da omogočite posebno #define v programski kodi FOC; drugače se samodejno izvede prehod na krmiljenje zaprte zanke. Prepričajte se, da ste onemogočili prehod zaprte zanke za začetno nastavitev odprte zanke.

b) Nastavite parametre odprte zanke
Trenutno skaliranje
Konstanto predskaliranja je treba nastaviti za prilagoditev izhoda ADC, da ustreza dejanski vrednosti v smislu predznaka (smeri), in če je potrebno, za predskaliranje na vmesno vrednost, primerno za nadaljnjo obdelavo.

Faktor skaliranja za tokove je negativen, ker pridobitev za shunts dobi obratni smisel tokov, zato vrednost Q15(-0.5) predstavlja (-1) množenje vrednosti Q15, ki jo vrne ADC.
Zagonski navorni tok
Izberite nazivni tok za dani motor kot začetno točko, kot je navedeno spodaj (v tem primeru vrednost 1.41 amperes je bil uporabljen):

Če je zagonski tok prenizek, se breme ne premakne. Če je previsok, se lahko motor pregreje, če dlje časa deluje v odprti zanki.

Čas zaklepanja
Na splošno je izbran čas zaklepanja nekaj sto milisekund

Vrednost časa zaklepanja je odvisna od frekvence PWM. Na primerample, pri 20 kHz bi vrednost 4000 predstavljala 0.2 sekunde.

Ramp Stopnja povečanja
Pospešek odprte zanke mora biti na začetku nastavljen na čim manjšo vrednost. Manjša kot je ta vrednost, bolj je motor sposoben zagnati z višjim upornim navorom ali vztrajnostnim momentom.

Končna hitrost
Nastavitev vrednosti končne hitrosti je kompromis med učinkovitostjo nadzora in
najmanjša omejitev hitrosti ocenjevalca za natančno oceno hitrosti in položaja. Običajno bi uporabnik želel nastaviti vrednost končne hitrosti odprte zanke čim nižje, tako da se prehodi na delovanje zaprte zanke zgodijo čim prej od zagona. Ob upoštevanju zgoraj navedenega kompromisa za začetek razmislite o končni hitrosti ene tretjine nazivne hitrosti motorja, ki ga uravnavate.

SLIKA 1-3:

PI regulatorji toka
Nekatere splošne smernice za učinkovito nastavitev krmilnikov PI te aplikacije so:
Oba krmilnika, na osi D in Q, bosta imela enake vrednosti za ustrezne proporcionalne (D_CURRCNTR_PTERM, Q_CURRCNTR_PTERM), integralne (D_CURRCNTR_ITERM, Q_CURRCNTR_ITERM), kompenzacijo proti previjanju (D_CURRCNTR_CTERM, Q_CURRCNTR_ITERM) in najmanjše-maksimalne (D_CURRCNTR_OUTMAX, Q). _CURRCNTR_OUTMAX, D_CURRCNTR_OUTMIN, Q_CURRCNTR_OUTMIN).
Na splošno, kadar koli pride do tokovnega nihanja, znižajte izraz proporcionalnega ojačanja, tako da zagotovite, da je integralni ojačanje od 5- do 10-krat manjši od proporcionalnega ojačanja.

Uporabite spodaj prikazane vrednosti kot izhodišče.

c) Optimizacija parametrov odprte zanke
Zgornje nastavitve bi omogočile delovanje odprte zanke. Ko je preverjeno, da vse deluje dobro s prej razloženo nastavitvijo, poskusite natančno nastaviti parametre za bolj gladko in učinkovitejše delovanje tako:

zmanjšanje zagonskega navornega toka
povečanje pospeška ramp stopnja
zmanjšanje časa zaklepanja
zmanjšanje končne hitrosti

KORAK 4 – Nastavitev delovanja zaprte zanke

a) Omogoči prehod zaprte zanke
Ko odprta zanka deluje dobro, naredite korak naprej, da prilagodite zaprto zanko, tako da odstranite definicijo definicije makra OPEN_LOOP_FUNCTIONING.

b) Nastavitev parametrov zaprte zanke
Uravnavanje zamika začetnega kota
Prehod med odprto zanko in zaprto zanko pomeni napako začetne ocene, za katero je potrebna predizbira začetnega kota odmika:

Odvisno od upornega navora obremenitve, vztrajnostnega momenta ali glede na električne konstante motorja spremenite kot, da odpravite morebitne napake pri prehodu med odprto in zaprto zanko.

Koeficienti filtra ocenjevalca
Privzete konstante, nastavljene za koeficiente filtrov, bi morale dati dobre rezultate za večino motorjev. Kljub temu bi zmanjšanje koeficientov zmanjšalo fazno zakasnitev, kar bi lahko bilo še posebej koristno pri visokih hitrostih, kjer je variacija toka armature hitrejša. Doseči je treba kompromis med filtrirno vlogo in njenim nasprotnim učinkom, uvedbo faznega premika.

PI regulator hitrosti
Za nastavitev regulatorja hitrosti je mogoče P in I ojačanje prilagoditi z uporabo več metod. Za več informacij poiščite »PID Controller« na Wikipediji webin pojdite na razdelek »Loop Tuning«.

V primerih, ko regulator hitrosti ni potreben, lahko način navora aktivirate z definiranjem TORQUE_MODE.

KORAK 5 – Po želji nastavite parametre oslabitve polja visoke hitrosti

POZOR
Običajno proizvajalec motorja navede največjo hitrost, ki jo motor doseže, ne da bi se poškodoval (ki je lahko višja od hitrosti zavorne točke pri nazivnem toku). V nasprotnem primeru ga je mogoče zagnati pri višjih hitrostih, vendar le za majhna obdobja (občasno), pri čemer obstaja nevarnost razmagnetenja ali mehanske poškodbe motorja ali naprav, ki so nanj priključene. Če se v načinu oslabitve polja krmilnik izgubi zaradi napačnega izračuna kota pri visoki hitrosti nad nazivno vrednostjo, je možnost poškodbe pretvornika neizbežna. Razlog je v tem, da bo imela povratna elektromotorna sila (BEMF) večjo vrednost od tiste, ki bi jo dobili za nazivno hitrost, s čimer bo presegla volum enosmernega vodilatage vrednost, ki bi jo morali podpirati močnostni polprevodniki pretvornika in kondenzatorji vmesnega toka. Ker predlagana nastavitev vključuje iterativne popravke koeficienta, dokler ni doseženo optimalno delovanje, je treba zaščito pretvornika z ustreznim vezjem spremeniti tako, da obvladuje višje vol.tages v primeru zastoja pri visokih hitrostih.

a) Nastavite začetne parametre
Nazivna in največja hitrost
Začnite z vrednostjo za nazivno število vrtljajev na minuto (tj. nekaj sto vrtljajev na minuto manj od nazivne hitrosti motorja). V tem bivšemample, motor je ocenjen na 3000 RPM; zato smo NOMINAL_SPEED_RPM nastavili na 2800. Za največjo hitrost oslabitve polja si oglejte specifikacijo motorja in to vrednost vnesite v MAXIMUM_SPEED_RPM.

Zavedajte se dejstva, da je za te vrednosti nad (nad) nazivno hitrostjo omogočena strategija oslabitve polja, zato znižanje nazivne hitrosti, ki se uporablja za glajenje tega prehoda, pomeni, da se dodatna energija porabi za zmanjšanje toka zračne reže, kar na splošno vodi do manjša učinkovitost.

Referenca toka D-osi
Iskalna tabela (ID) referenčnega toka D-osi ima vrednosti med 0 in nazivnim statorskim tokom, enakomerno porazdeljenim na 18 vnosov iskanja. Nazivni statorski tok je mogoče vzeti iz specifikacije motorja. Če ni znana, se lahko ta vrednost približno izračuna tako, da se nazivna moč deli z nazivno voltage.

voltage Konstantni obrat
Vnos v iskalno tabelo, ki ustreza največji hitrosti, ki jo je mogoče doseči pri oslabitvi polja, je sorazmeren s procentomtage povečanja mehanske hitrosti od nazivne do največje vrednosti. V vnosih iskalne tabele so vrednosti enakomerno porazdeljene in če je inverzna voltagKonstanta za največjo hitrost presega obseg numerične predstavitve (32,767), prilagodite ustrezen faktor skaliranja Predivision. Upoštevajte, da so naslednja števila vnaprej deljena z 2 (glejte sliko 1-1).

Variacija induktivnosti
Za iskalno tabelo variacije induktivnosti (LsOver2Ls0) mora biti prva vrednost v tabeli vedno polovica, saj je induktivnost osnovne hitrosti deljena z lastno podvojeno vrednostjo. Te vrednosti bi morale delovati za večino motorjev.

b) Prilagoditev parametrov izvajalnega časa
Če bodo rezultati delovanja programske opreme v teh pogojih zaustavili motor pri hitrosti, višji od nominalne, je to posledica dejstva, da so bile iskalne tabele napolnjene z ocenjenimi vrednostmi, ki se na neki točki ne ujemajo z dejanskimi nelinearnostmi. Ko se motor ustavi, takoj ustavite izvajanje programa in zajemite vrednost indeksa (FdWeakParm.qIndex) v oknu za opazovanje razhroščevalnika. Indeks označuje točko, kjer vrednosti IDREF (glejte tabelo IDREF v koraku 5a) v naraščajočem vrstnem redu niso bile učinkovite in jih je treba posodobiti. Za nadaljnje izboljšanje delovanja je treba vrednost, ki jo nakazuje trenutni indeks v iskalni tabeli, zamenjati z vrednostjo, ki jo nakazuje naslednji indeks (FdWeakParm.qIndex + 1), in ponovno preveriti obnašanje motorja. Dosegljiva hitrost bi se morala povečati in z večkratnim ponavljanjem tega postopka bo dosežena največja hitrost za referenčni nazivni tok, ki je naložen na os d. Če je največja dosežena hitrost za nazivni tok nižja od ciljne, je treba absolutno vrednost referenčnega toka d-osi povečati nad nazivno vrednost. Kot bivšiample, če 5500 RPM ni mogoče doseči, spremenite tok IDREF_SPEED17 z -1.53 na -1.60 in poskusite znova. Referenčno povečanje d toka je treba začeti od vrednosti, označene z indeksom, kjer je motor zastal. Vrednost indeksa mora ustrezati dejanski hitrosti motorja, izmerjeni na gredi s tahometrom, pri čemer je treba upoštevati, da je iskalni indeks izračunan z uporabo referenčne hitrosti, ne dejanske hitrosti. Ko povečanje d-toka preneha povečevati hitrost (preveliko povečanje toka bo na splošno zaustavilo motor), bo indeks, ki ustreza zaustavitvi, pokazal, kje je treba vrednost za induktivnost prilagoditi (povečanje ali zmanjšanje njene vrednosti). Iskalna tabela variacije induktivnosti je zadnja posodobljena.

Upoštevajte naslednje podrobnosti funkcije zaščite kode na napravah Microchip:

Izdelki Microchip ustrezajo specifikacijam v njihovem posebnem podatkovnem listu Microchip.
Microchip verjame, da je njegova družina izdelkov ena najvarnejših družin te vrste na današnjem trgu, če se uporablja na predviden način in v normalnih pogojih.
Za kršitev funkcije zaščite kode se uporabljajo nepoštene in morda nezakonite metode. Vse te metode, kolikor nam je znano, zahtevajo uporabo izdelkov Microchip na način, ki je izven operativnih specifikacij, ki jih vsebujejo Microchipovi podatkovni listi. Najverjetneje se oseba, ki to počne, ukvarja s krajo intelektualne lastnine.

Microchip je pripravljen sodelovati s stranko, ki je zaskrbljena zaradi integritete njihove kode.
Niti Microchip niti kateri koli drug proizvajalec polprevodnikov ne more zagotoviti varnosti svoje kode. Zaščita kode ne pomeni, da jamčimo, da je izdelek »nezlomljiv«.

Zaščita kode se nenehno razvija. V Microchipu smo zavezani nenehnemu izboljševanju lastnosti zaščite kod naših izdelkov. Poskusi zloma zaščite kode Microchipa so lahko kršitev zakona o avtorskih pravicah v digitalnem tisućletju. Če takšna dejanja omogočajo nepooblaščen dostop do vaše programske opreme ali drugega avtorsko zaščitenega dela, imate morda pravico vložiti tožbo za odškodnino po tem zakonu.

Informacije v tej publikaciji v zvezi z aplikacijami naprave in podobnim so na voljo samo za vaše udobje in jih lahko nadomestijo posodobitve. Vaša odgovornost je zagotoviti, da vaša aplikacija ustreza vašim specifikacijam. MICROCHIP NE DAJE NOBENIH IZJAV ALI JAMSTEV, BODISI JE IZRECNIH ALI IMPLICITNIH, PISNIH ALI USTNIH, ZAKONSKIH ALI DRUGAČE, POVEZANIH Z INFORMACIJAMI, VKLJUČNO Z NJIHOVIM POGOJEM, KAKOVOSTJO, ZMOGLJIVOSTJO, PRODAJNOSTJO ALI PRIMERNOSTJO ZA P NAMEN. Microchip zavrača kakršno koli odgovornost, ki izhaja iz teh informacij in njihove uporabe. Uporaba naprav Microchip v aplikacijah za vzdrževanje življenja in/ali varnost je v celoti na kupčevo tveganje in kupec se strinja, da bo branil, odškodoval in zaščitil Microchip pred kakršno koli škodo, zahtevki, tožbami ali stroški, ki so posledica takšne uporabe. Pod nobenimi pravicami intelektualne lastnine družbe Microchip se ne posredujejo nobene licence, implicitno ali kako drugače.

Blagovne znamke

Ime in logotip Microchip, logotip Microchip, dsPIC, KEELOQ, logotip KEELOQ, MPLAB, PIC, PICmicro, PICSTART, logotip PIC32, rfPIC in UNI/O so registrirane blagovne znamke družbe Microchip Technology Incorporated v ZDA in drugih državah. FilterLab, Hampshire, HI-TECH C, Linear Active Thermistor, MXDEV, MXLAB, SEEVAL in The Embedded Control Solutions Company so registrirane blagovne znamke Microchip Technology Incorporated v Analog-for-the-Digital Age, Application Maestro, CodeGuard, dsPICDEM, dsPICDEM. net, dsPICworks, dsSPEAK, ECAN, ECONOMONITOR, FanSense, HI-TIDE, serijsko programiranje v vezju, ICSP, Mindi, MiWi, MPASM, MPLAB Certified logo, MPLIB, MPLINK, mTouch, Octopus, Omniscient Code Generation, PICC, PICC- 18, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, REAL ICE, rfLAB, Select Mode, Total Endurance, TSHARC, UniWinDriver, WiperLock in ZENA so blagovne znamke družbe Microchip Technology Incorporated v ZDA in drugih državah. SQTP je storitvena znamka družbe Microchip Technology Incorporated v ZDA. Vse druge tukaj omenjene blagovne znamke so last njihovih zadevnih podjetij. © 2010, Microchip Technology Incorporated, natisnjeno v ZDA, vse pravice pridržane.

Vsebina skriti

1 PRODAJA IN SERVIS PO celem svetu

2 Dokumenti / Viri

2.1 Reference

3 Sorodne objave

PRODAJA IN SERVIS PO celem svetu

AMERIKE
Poslovni urad
2355 West Chandler Blvd.
Chandler, AZ 85224-6199
Tel: 480-792-7200
faks: 480-792-7277
Tehnična podpora:
http://support.microchip.com
Web Naslov:
www.microchip.com