STM32 Motor Control SDK 6 Step Firmware Sensor Mas Kaunting Parameter
Mga pagtutukoy
- Pangalan ng Produkto: STM32 motor control SDK – 6-step firmware sensor-less parameter optimization
- Numero ng Modelo: UM3259
- Pagbabago: Rev 1 – Nobyembre 2023
- Tagagawa: STMicroelectronics
- Website: www.st.com
Tapos naview
Ang produkto ay idinisenyo para sa mga application ng kontrol ng motor kung saan kailangang matukoy ang posisyon ng rotor nang hindi gumagamit ng mga sensor. Ino-optimize ng firmware ang mga parameter para sa operasyon na walang sensor, na nagpapagana ng pag-synchronize ng step commutation sa posisyon ng rotor.
BEMF Zero-Crossing Detection:
Ang back electromotive force (BEMF) waveform ay nagbabago sa posisyon at bilis ng rotor. Dalawang diskarte ang magagamit para sa zero-crossing detection:
Bumalik EMF sensing sa panahon ng PWM OFF-time: Kunin ang floating phase voltage ng ADC kapag walang kasalukuyang dumadaloy, na tinutukoy ang zero-crossing batay sa threshold.
Bumalik EMF sensing sa panahon ng PWM ON-time: Center=tap voltage umabot sa kalahati ng bus voltage, pagtukoy ng zero-crossing batay sa threshold (VS / 2).
STM32 motor control SDK – 6-step na firmware sensor-less parameter optimization
Panimula
Inilalarawan ng dokumentong ito kung paano i-optimize ang mga parameter ng configuration para sa isang 6-step, sensor-less algorithm. Ang layunin ay upang makakuha ng isang maayos at mabilis na pamamaraan ng pagsisimula, ngunit din ng isang matatag na closed-loop na pag-uugali. Bukod pa rito, ipinapaliwanag din ng dokumento kung paano maabot ang tamang switch sa pagitan ng back EMF zero-crossing detection sa panahon ng PWM OFF-time at PWM ON-time kapag umiikot ang motor sa napakabilis na bilis na may vol.tage driving mode technique. Para sa karagdagang mga detalye tungkol sa 6-step na firmware algorithm at ang voltage/kasalukuyang diskarte sa pagmamaneho, sumangguni sa nauugnay na manwal ng gumagamit na kasama sa pakete ng dokumentasyong X-CUBE-MCSDK.
Mga acronym at pagdadaglat
| Acronym | Paglalarawan |
| MCSDK | Motor control software development kit (X-CUBE-MCSDK) |
| HW | Hardware |
| IDE | Pinagsamang kapaligiran sa pag-unlad |
| MCU | Unit ng microcontroller |
| GPIO | Pangkalahatang layuning input/output |
| ADC | Analog-to-digital converter |
| VM | Voltage mode |
| SL | Hindi gaanong sensor |
| BEMF | Puwersa ng electromotive sa likod |
| FW | Firmware |
| ZC | Zero-crossing |
| GUI | Graphical na interface ng gumagamit |
| MC | Kontrol ng motor |
| OCP | Proteksyon ng overcurrent |
| PID | Proportional-integral-derivative (controller) |
| SDK | Software development kit |
| UI | User interface |
| MC workbench | Motor control workbench tool, bahagi ng MCSDK |
| Pilot ng motor | Motor pilot tool, bahagi ng MCSDK |
Tapos naview
Sa 6-step na sensor-less driving mode, sinasamantala ng firmware ang back electromotive force (BEMF) na nararamdaman sa floating phase. Ang posisyon ng rotor ay nakuha sa pamamagitan ng pag-detect ng zero-crossing ng BEMF. Ito ay karaniwang ginagawa gamit ang isang ADC, tulad ng ipinapakita sa Figure 1. Sa partikular, kapag ang magnetic field ng rotor ay tumatawid sa high-Z phase, ang katumbas na BEMF voltage nagbabago ang tanda nito (zero-crossing). Ang BEMF voltage ay maaaring i-scale sa ADC input, salamat sa isang risistor network na naghahati sa voltage galing sa motor phase.
Gayunpaman, dahil proporsyonal ang signal ng BEMF sa bilis, hindi matukoy ang posisyon ng rotor sa pagsisimula, o sa napakababang bilis. Samakatuwid, ang motor ay dapat na pinabilis sa isang open-loop hanggang sa isang sapat na BEMF voltagnaabot na e. Ang BEMF voltage nagbibigay-daan sa pag-synchronize ng step commutation sa posisyon ng rotor.
Sa mga sumusunod na talata, ang pamamaraan ng pagsisimula at ang closed-loop na operasyon, kasama ang mga parameter upang ibagay ang mga ito, ay inilalarawan.
BEMF zero-crossing detection
Ang back EMF waveform ng isang brushless na motor ay nagbabago kasama ng posisyon at bilis ng rotor at nasa hugis na trapezoidal. Ipinapakita ng Figure 2 ang waveform ng current at back EMF para sa isang electrical period, kung saan ang solid line ay nagpapahiwatig ng kasalukuyang (ripples ay binabalewala para sa pagiging simple), ang dashed line ay kumakatawan sa back electromotive force, at ang horizontal coordinate ay kumakatawan sa electric pananaw ng pag-ikot ng motor.
Ang gitna ng bawat dalawang phase-switching point ay tumutugma sa isang punto na ang back electromotive force polarity ay binago: ang zero-crossing-point. Kapag natukoy na ang zero-crossing point, itatakda ang phase-switching moment pagkatapos ng electrical delay na 30°. Upang matukoy ang zero-crossing ng BEMF, ang center tap voltage dapat kilalanin. Ang center tap ay katumbas ng punto kung saan magkakaugnay ang tatlong motor phase. Ginagawang available ng ilang motor ang center tap. Sa ibang mga kaso, maaari itong muling buuin sa pamamagitan ng voltage mga yugto. Ang 6-step na algorithm na inilarawan dito ay tumatagal ng advantage ng pagkakaroon ng isang BEMF sensing network na konektado sa mga phase ng motor na nagbibigay-daan upang makalkula ang center tap voltage.
- Dalawang magkaibang diskarte ang magagamit para sa pagtukoy ng zero-crossing point
- Bumalik ang EMF sensing sa panahon ng PWM OFF-time
- Bumalik EMF sensing sa panahon ng PWM ON-time (kasalukuyang sinusuportahan sa voltage mode lang)
Sa panahon ng PWM OFF-time, ang floating phase voltage ay nakuha ng ADC. Dahil walang kasalukuyang dumadaloy sa floating phase, at ang dalawa pa ay konektado sa lupa, kapag ang BEMF ay tumawid sa zero sa floating phase, mayroon itong pantay at kabaligtaran na polarity sa iba pang mga phase: ang center tap voltage ay samakatuwid ay zero. Kaya, ang zero-crossing point ay natukoy kapag ang ADC conversion ay tumaas sa itaas, o bumaba sa ibaba, sa isang tinukoy na threshold.
Sa kabilang banda, sa panahon ng PWM ON-time, ang isang bahagi ay konektado sa bus voltage, at isa pa sa lupa (Figure 3). Sa ganitong kondisyon, ang center tap voltage umabot sa kalahati ng bus voltage value kapag ang BEMF sa floating phase ay zero. Tulad ng dati, ang zero-crossing point ay natutukoy kapag ang ADC conversion ay tumaas sa itaas (o bumaba sa ibaba) ng isang tinukoy na threshold. Ang huli ay tumutugma sa VS / 2.
BEMF sensing network na disenyo
Sa Figure 4 ang karaniwang ginagamit na network upang maramdaman ang BEMF ay ipinapakita. Ang layunin nito ay hatiin ang motor phase voltage upang maayos na makuha ng ADC. Ang mga halaga ng R2 at R1 ay dapat piliin ayon sa vol ng bustage antas. Dapat malaman ng user na ang pagpapatupad ng R1 / (R2 + R1) na ratio ay mas mababa kaysa sa kinakailangan, ang signal ng BEMF ay maaaring magresulta na masyadong mababa at ang kontrol ay hindi sapat na matatag.
Sa kabilang banda, ang ratio na mas mataas kaysa sa kinakailangan ay hahantong sa madalas na pag-on/off ng mga diode ng proteksyon ng D1 na ang kasalukuyang pagbawi ay maaaring mag-iniksyon ng ingay. Ang inirerekomendang halaga ay:
Ang mga napakababang halaga para sa R1 at R2 ay dapat iwasan upang limitahan ang kasalukuyang na-tap mula sa bahagi ng motor.
Minsan nakakonekta ang R1 sa isang GPIO sa halip na GND. Pinapayagan nito ang network na paganahin o hindi pinagana ang runtime.
Sa 6-step na firmware, ang GPIO ay palaging nasa reset state at ang network ay pinagana. Gayunpaman, dapat isaalang-alang ang panghuling presensya ng D3 kapag nagtatakda ng mga limitasyon ng BEMF para sa sensing sa panahon ng PWM ON-time: karaniwan itong nagdaragdag ng 0.5÷0.7 V sa perpektong threshold.
Ang C1 ay para sa mga layunin ng pag-filter at hindi dapat limitahan ang signal bandwidth sa PWM frequency range.
Ang D4 at R3 ay para sa mabilis na paglabas ng BEMF_SENSING_ADC node sa panahon ng PWM commutations, lalo na sa high vol.tage board.
Ang D1 at D2 diodes ay opsyonal at dapat idagdag lamang kung sakaling may panganib na lumabag sa BEMF sensing ADC channel maximum ratings.
Pag-optimize ng mga parameter ng control algorithm
Pamamaraan sa pagsisimula
Ang pamamaraan ng pagsisimula ay karaniwang binubuo ng isang pagkakasunud-sunod ng tatlong stages:
- Pag-align. Ang rotor ay nakahanay sa isang paunang natukoy na posisyon.
- Open-loop acceleration. Ang voltagAng mga pulso ay inilalapat sa isang paunang natukoy na pagkakasunud-sunod upang lumikha ng isang magnetic field na nagiging sanhi ng pag-ikot ng rotor. Ang rate ng sequence ay unti-unting tumataas upang payagan ang rotor na maabot ang isang tiyak na bilis.
- Lumipat sa. Kapag naabot na ng rotor ang isang tiyak na bilis, lilipat ang algorithm sa isang closed-loop na 6-step na pagkakasunud-sunod ng kontrol upang mapanatili ang kontrol sa bilis at direksyon ng motor.
Tulad ng shwn sa Figure 5, maaaring i-customize ng user ang mga parameter ng startup sa MC workbench bago bumuo ng code. Available ang dalawang magkaibang driving mode:
- Voltage mode. Kinokontrol ng algorithm ang bilis sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng duty cycle ng PWM na inilapat sa mga phase ng motor: isang target na Phase Voltage ay tinukoy para sa bawat segment ng startup profile
- Kasalukuyang mode. Kinokontrol ng algorithm ang bilis sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng kasalukuyang dumadaloy sa mga phase ng motor: ang isang Kasalukuyang target ay tinukoy para sa bawat segment ng startup profile
Figure 5. Mga parameter ng startup sa MC workbench
Pag-align
Sa Figure 5, ang Phase 1 ay palaging tumutugma sa hakbang sa pag-align. Ang rotor ay nakahanay sa 6-step na posisyon na pinakamalapit sa "Initial electrical angle".
Mahalagang tandaan na, bilang default, ang tagal ng Phase 1 ay 200 ms. Sa panahon ng hakbang na ito ang duty cycle ay linearly na tumaas upang maabot ang target na Phase Voltage (Phase Current, kung pinili ang kasalukuyang driving mode). Gayunpaman, sa malalaking motor o sa kaso ng mataas na pagkawalang-galaw, ang iminungkahing tagal, o maging ang target na Phase VoltagMaaaring hindi sapat ang e/Current para maayos na simulan ang pag-ikot.
Sa Figure 6, isang paghahambing sa pagitan ng isang maling kondisyon ng pagkakahanay at isang wastong kondisyon ay ibinigay.
Kung ang target na halaga o tagal ng Phase 1 ay hindi sapat upang pilitin ang rotor sa panimulang posisyon, makikita ng user ang pag-vibrate ng motor nang hindi nagsisimulang umikot. Samantala, ang kasalukuyang pagsipsip ay tumataas. Sa unang panahon ng pamamaraan ng pagsisimula, ang kasalukuyang pagtaas, ngunit ang metalikang kuwintas ay hindi sapat upang mapagtagumpayan ang pagkawalang-kilos ng motor. Sa tuktok ng Figure 6 (A), makikita ng user ang kasalukuyang pagtaas. Gayunpaman, walang ebidensya ng BEMF: ang motor ay natigil. Kapag nagsimula na ang acceleration step, pinipigilan ng hindi tiyak na posisyon ng rotor ang algorithm na kumpletuhin ang startup procedure at patakbuhin ang motor.
Ang pagtaas ng voltage/kasalukuyang yugto sa yugto 1 ay maaaring ayusin ang isyu.
Sa voltage mode, ang target voltage sa panahon ng startup ay maaaring i-customize gamit ang Motor Pilot nang hindi na kailangang muling buuin ang code. Sa Motor Pilot, sa rev-up na seksyon, ang parehong acceleration profile ng Figure 1 ay iniulat (tingnan ang Figure 7). Tandaan na dito ang voltage phase ay maaaring ipakita bilang ang pulso na nakatakda sa timer register (S16A unit), o bilang naaayon sa output voltage (Vrms unit).
Kapag nahanap na ng user ang mga tamang value na pinakaangkop sa motor, maaaring ipatupad ang mga value na ito sa MC workbench project. Pinapayagan nito ang muling pagbuo ng code upang mailapat ang default na halaga. Ipinapaliwanag ng formula sa ibaba ang ugnayan sa pagitan ng voltage phase sa Vrms at S16A units.
Sa kasalukuyang mode, sa Motor Pilot GUI, ang target na kasalukuyang ay ipinapakita lamang sa S16A. Ang conversion nito sa ampdepende sa shunt value at sa amplification gain na ginagamit sa kasalukuyang limiter circuitry.
Open-loop acceleration
Sa Figure 5, ang Phase 2 ay tumutugma sa acceleration phase. Ang 6-step na sequence ay inilapat upang pabilisin ang motor sa isang open-loop, samakatuwid, ang rotor position ay hindi naka-synchronize sa 6-step na sequence. Ang kasalukuyang mga phase ay pagkatapos ay mas mataas kaysa sa pinakamabuting kalagayan at ang metalikang kuwintas ay mas mababa.
Sa MC workbench (Figure 5) maaaring tukuyin ng user ang isa o higit pang mga segment ng acceleration. Sa partikular, para sa isang napakalaking motor, inirerekomenda na pabilisin ito ng mas mabagal na ramp upang mapagtagumpayan ang pagkawalang-galaw bago magsagawa ng mas matarik na ramp. Sa bawat segment, ang duty cycle ay linearly na tumataas upang maabot ang huling target ng voltage/kasalukuyang yugto ng segment na iyon. Kaya, pinipilit nito ang pag-commutation ng mga phase sa kaukulang bilis na ipinahiwatig sa parehong talahanayan ng pagsasaayos.
Sa Figure 8, isang paghahambing sa pagitan ng isang acceleration na may isang voltagmasyadong mababa ang e phase (A) at may ibinibigay na tamang isa (B).
Kung ang target voltage/current ng isang phase o ang tagal nito ay hindi sapat upang payagan ang motor na maabot ang katumbas na bilis, makikita ng user na huminto ang pag-ikot ng motor at magsimulang mag-vibrate. Sa tuktok ng Figure 8, ang agos ay biglang tumaas kapag ang motor ay huminto habang, kapag maayos na pinabilis, ang kasalukuyang ay tumataas nang walang mga discontinuities. Kapag huminto ang motor, nabigo ang pamamaraan ng pagsisimula.
Ang pagtaas ng voltage/kasalukuyang yugto ay maaaring ayusin ang isyu.
Sa kabilang banda, kung ang voltagAng tinukoy na e/kasalukuyang yugto ay masyadong mataas, dahil ang motor ay tumatakbo nang hindi mahusay sa open-loop, ang kasalukuyang ay maaaring tumaas at umabot sa overcurrent. Biglang huminto ang motor, at isang overcurrent na alarma ang ipinakita ng Motor Pilot. Ang pag-uugali ng kasalukuyang ay ipinapakita sa Figure 9.
Pagbaba ng voltage/kasalukuyang yugto ay maaaring ayusin ang isyu.
Tulad ng hakbang sa pag-align, ang target voltagMaaaring i-customize ang runtime ng e/current sa panahon ng startup kasama ang Motor Pilot nang hindi kailangang muling buuin ang code. Pagkatapos, maaari itong ipatupad sa MC workbench project kapag natukoy ang tamang setting.
Lumipat sa
Ang huling hakbang ng pamamaraan ng pagsisimula ay ang switch-over. Sa hakbang na ito, sinasamantala ng algorithm ang naramdamang BEMF upang i-synchronize ang 6-step na sequence sa posisyon ng rotor. Magsisimula ang switch-over sa segment na nakasaad sa parameter na nakasalungguhit sa Figure 10. Ito ay maaaring i-configure sa seksyon ng parameter na hindi gaanong sensor sa startup ng MC workbench.
Pagkatapos ng wastong BEMF zero-crossing detection signal (upang matupad ang kundisyong ito tingnan ang Seksyon 2.1), lilipat ang algorithm sa isang closed-loop na operasyon. Maaaring mabigo ang paglipat-over step dahil sa mga sumusunod na dahilan:
- Ang bilis ng paglipat ay hindi maayos na na-configure
- Masyadong mataas ang mga nakuha ng PI ng speed loop
- Hindi maayos na naitakda ang mga threshold upang matukoy ang kaganapang zero-crossing ng BEMF
Hindi maayos na na-configure ang bilis ng paglipat
Ang bilis ng pagsisimula ng switch-over ay bilang default na kapareho ng paunang target na bilis na maaaring i-configure sa seksyon ng setting ng drive ng MC workbench. Dapat malaman ng gumagamit na, sa sandaling isara ang speed loop, ang motor ay agad na pinabilis mula sa switch-over na bilis patungo sa target na bilis. Kung ang dalawang value na ito ay napakalayo, maaaring magkaroon ng overcurrent failure.
Masyadong mataas ang mga nakuha ng PI ng speed loop
Sa panahon ng switch-over, gumagalaw ang algorithm mula sa pagpilit sa isang paunang natukoy na pagkakasunud-sunod upang sukatin ang bilis at kalkulahin ang mga halaga ng output nang naaayon. Kaya, binabayaran nito ang aktwal na bilis na resulta ng pagpabilis ng open-loop. Kung ang mga nadagdag sa PI ay masyadong mataas, ang isang pansamantalang kawalang-tatag ay maaaring maranasan, ngunit maaari itong humantong sa overcurrent na pagkabigo kung pinalaking.
Ipinapakita ng Figure 11 at example ng naturang kawalang-tatag sa panahon ng paglipat mula sa open-loop hanggang sa closed-loop na operasyon.
Mga maling threshold ng BEMF
- Kung itinakda ang mga maling threshold ng BEMF, matutukoy ang zero-crossing nang maaga o huli. Nagdudulot ito ng dalawang pangunahing epekto:
- Ang mga waveform ay walang simetriko at ang kontrol ay hindi mahusay na humahantong sa mataas na ripples ng torque (Larawan 12)
- Ang bilis ng loop ay nagiging hindi matatag sa pamamagitan ng pagsisikap na mabayaran ang mga ripples ng metalikang kuwintas
- Ang gumagamit ay makakaranas ng hindi matatag na kontrol sa bilis at, sa pinakamasamang kaso, isang de-synchronization ng pagmamaneho ng motor na may kontrol na humahantong sa isang overcurrent na kaganapan.
- Ang wastong setting ng mga threshold ng BEMF ay mahalaga para sa mahusay na pagganap ng algorithm. Ang mga threshold ay nakadepende rin sa bus voltage halaga at ang sensing network. Inirerekomenda na sumangguni sa Seksyon 2.1 upang suriin kung paano ihanay ang voltage level sa nominal one set sa MC workbench.
Sarado-loop na operasyon
Kung makumpleto ng motor ang acceleration phase, ang BEMF zero-crossing ay makikita. Ang rotor ay naka-synchronize sa 6-step na pagkakasunud-sunod at isang closed-loop na operasyon ay nakuha. Gayunpaman, ang karagdagang pag-optimize ng parameter ay maaaring isagawa upang mapabuti ang mga pagganap.
Halimbawa, tulad ng inilarawan sa nakaraang Seksyon 3.1.3 ("Maling mga limitasyon ng BEMF"), ang speed loop, kahit na gumagana, ay maaaring lumitaw na hindi matatag at ang mga limitasyon ng BEMF ay maaaring mangailangan ng ilang pagpipino.
Bilang karagdagan, ang mga sumusunod na aspeto ay dapat isaalang-alang kung ang isang motor ay hiniling na gumana sa mataas na bilis o hinimok na may mataas na PWM duty cycle:
Dala ng PWM
- Bilis ng loop PI nadagdag
- Demagnetization blanking period phase
- Pagkaantala sa pagitan ng zero-crossing at step commutation
- Lumipat sa pagitan ng PWM OFF-time at ON-time sensing
Dala ng PWM
Ang sensor-less 6-step na algorithm ay nagsasagawa ng pagkuha ng BEMF bawat PWM cycle. Upang maayos na matukoy ang kaganapan ng zero-crossing, kinakailangan ng sapat na bilang ng mga pagkuha. Bilang isang tuntunin ng hinlalaki, para sa wastong operasyon, hindi bababa sa 10 pagkuha ng higit sa 60 mga anggulo ng kuryente ang nagbibigay ng maayos at matatag na pag-synchronize ng rotor.
Samakatuwid
Bilis ng loop PI nadagdag
Ang mga nakuha ng speed loop PI ay nakakaapekto sa pagtugon ng motor sa anumang utos ng acceleration o deceleration. Ang isang teoretikal na paglalarawan kung paano gumagana ang isang PID regulator ay lampas sa saklaw ng dokumentong ito. Gayunpaman, dapat malaman ng user na ang mga nakuha ng speed loop regulator ay maaaring baguhin sa runtime sa pamamagitan ng Motor Pilot at maisaayos ayon sa gusto.
Demagnetization blanking period phase
Ang demagnetization ng floating phase ay isang panahon pagkatapos ng pagbabago ng phase energization kung saan, dahil sa kasalukuyang discharge (Figure 14), ang back EMF reading ay hindi maaasahan. Samakatuwid, dapat balewalain ng algorithm ang signal bago ito lumipas. Ang panahong ito ay tinukoy sa MC workbench bilang isang porsyentotage ng isang hakbang (60 electrical degrees) at maaaring baguhin ang runtime sa pamamagitan ng Motor Pilot gaya ng ipinapakita sa Figure 15. Kung mas mataas ang bilis ng motor, mas mabilis ang panahon ng demagnetization. Ang demagnetization, bilang default, ay umabot sa mas mababang limitasyon na nakatakda sa tatlong PWM cycle sa 2/3 ng pinakamataas na rate ng bilis. Kung ang inductance phase ng motor ay mababa at hindi nangangailangan ng maraming oras upang mag-demagnetize, maaaring bawasan ng user ang masking period o ang bilis kung saan itinakda ang minimum na panahon. Gayunpaman, hindi inirerekomenda na babaan ang panahon ng masking sa ibaba ng 2 – 3 PWM cycle dahil ang kontrol ay maaaring magkaroon ng biglaang kawalang-tatag sa panahon ng pag-commute ng hakbang.
Pagkaantala sa pagitan ng BEMF zero-crossing at step commutation
Kapag na-detect na ang BEMF zero-crossing event, ang algorithm ay karaniwang naghihintay ng 30 electrical degrees hanggang sa isang step sequence commutation (Figure 16). Sa ganitong paraan, ang zero-crossing ay nakaposisyon sa gitnang punto ng hakbang upang i-target ang maximum na kahusayan.
Dahil ang katumpakan ng zero-crossing detection ay nakasalalay sa bilang ng mga acquisition, kaya sa PWM frequency (tingnan ang Seksyon 3.2.1), ang katumpakan ng pagtuklas nito ay maaaring maging may kaugnayan sa mataas na bilis. Pagkatapos ay bumubuo ito ng isang maliwanag na kawalaan ng simetrya ng mga waveform at ang pagbaluktot ng kasalukuyang (tingnan ang Larawan 17). Maaari itong mabayaran sa pamamagitan ng pagbabawas ng pagkaantala sa pagitan ng zero-crossing detection at step commutation. Ang zero-crossing delay ay maaaring baguhin ng user sa pamamagitan ng Motor Pilot gaya ng ipinapakita sa Figure 18.
Lumipat sa pagitan ng PWM OFF-time at ON-time sensing
Habang pinapataas ang bilis o ang kasalukuyang load (iyon ay upang sabihin ang motor output torque), ang duty cycle ng PWM na pagmamaneho ay tumataas. Kaya, ang oras para sa sampnababawasan ang BEMF sa panahon ng OFF-time. Upang maabot ang 100% ng duty cycle, ang ADC conversion ay na-trigger sa panahon ng ON-time ng PWM, kaya lumipat mula sa BEMF sensing sa panahon ng PWM OFF-time patungo sa PWM ON-time.
Ang isang maling configuration ng mga threshold ng BEMF sa panahon ng ON-time ay humahantong sa parehong mga isyu na inilarawan sa Seksyon 3.1.3 ("Mga maling BEMF threshold").
Bilang default, ang mga threshold ng BEMF ON-sensing ay nakatakda sa kalahati ng vol ng bustage (tingnan ang Seksyon 2.1). Dapat isaalang-alang ng user na ang mga aktwal na threshold ay nakadepende sa vol ng bustage halaga at sensing network. Sundin ang mga indikasyon sa Seksyon 2.1 at tiyaking ihanay ang voltage level sa nominal one set sa MC workbench.
Ang mga halaga ng mga threshold at PWM duty cycle kung saan ang algorithm ay nagpapalitan sa pagitan ng OFF at ON-sensing ay runtime na nako-configure sa pamamagitan ng Motor Pilot (Figure 19) at available sa Voltage mode driving lang.
Pag-troubleshoot
Ano ang kailangan kong alagaan upang maayos na paikutin ang motor na may sensor-less 6-step na algorithm? Ang pag-ikot ng motor na may sensor-less na 6-step na algorithm ay nagpapahiwatig ng pagiging maayos na matukoy ang signal ng BEMF, mapabilis ang motor, at i-synchronize ang rotor sa control algorithm. Ang wastong pagsukat ng mga signal ng BEMF ay nakasalalay sa mabisang disenyo ng BEMF sensing network (tingnan ang Seksyon 2.1). Ang target voltage (voltage mode driving) o kasalukuyang (kasalukuyang mode driving) sa panahon ng startup sequence ay depende sa mga parameter ng motor. Ang kahulugan (at kalaunan ang tagal) ng voltage/kasalukuyang yugto sa panahon ng alignment, acceleration, at switch-over na mga hakbang ay mahalaga para sa isang matagumpay na pamamaraan (tingnan ang Seksyon 3).
Sa huli, ang pag-synchronize ng rotor at ang kakayahang pataasin ang bilis ng motor hanggang sa na-rate na bilis ay depende sa pag-optimize ng PWM frequency, BEMF threshold, demagnetization period at pagkaantala sa pagitan ng zero-crossing detection at step commutation, tulad ng inilarawan sa Seksyon 3.2.
Ano ang tamang halaga ng BEMF resistor divider?
Ang gumagamit ay dapat magkaroon ng kamalayan na ang isang maling BEMF risistor divider halaga ay maaaring alisin ang anumang pagkakataon ng maayos na pagmamaneho ng motor. Para sa karagdagang mga detalye kung paano idisenyo ang BEMF sensing network, sumangguni sa Seksyon 2.1.
Paano ko iko-configure ang pamamaraan ng pagsisimula?
- Upang ma-optimize ang proseso ng pagsisimula, inirerekomenda na taasan ang tagal ng bawat hakbang ng yugto ng rev-up sa ilang segundo. Posibleng maunawaan kung ang motor ay maayos na nagpapabilis, o kung saan ang bilis/hakbang ng open-loop na pamamaraan ay nabigo.
- Hindi ipinapayong pabilisin ang isang high-inertia na motor na may masyadong matarik na ramp.
- Kung ang naka-configure na voltage phase o kasalukuyang phase ay masyadong mababa, ang motor stalls. Kung ito ay masyadong mataas, ang overcurrent ay na-trigger. Unti-unting tumataas ang voltage phase (voltage mode na pagmamaneho) o kasalukuyang (kasalukuyang mode sa pagmamaneho) sa panahon ng alignment at mga hakbang sa acceleration ay nagbibigay-daan sa user na maunawaan ang saklaw ng paggana ng motor. Sa katunayan, nakakatulong ito upang mahanap ang pinakamabuting kalagayan.
- Pagdating sa paglipat sa isang closed-loop na operasyon, ang mga nakuha ng PI ay dapat na bawasan sa simula upang ibukod na ang pagkawala ng kontrol o kawalang-tatag ay dahil sa bilis ng loop. Sa puntong ito, ang pagtiyak na ang BEMF sensing network ay maayos na idinisenyo (tingnan ang Seksyon 2.1) at ang BEMF signal na nakuha nang maayos ay napakahalaga. Maa-access ng user ang pagbabasa ng BEMF, at i-plot ito sa Motor Pilot (tingnan ang Figure 20) sa pamamagitan ng pagpili sa mga available na register na BEMF_U, BEMF_V at BEMF_U sa seksyon ng ASYNC plot ng tool. Kapag nasa Run state na ang motor, maaaring ma-optimize ang speed loop controller gains. Para sa karagdagang mga detalye o pag-optimize ng parameter, tingnan ang Seksyon 3 at Seksyon 3.2.
Ano ang maaari kong gawin kung ang motor ay hindi gumagalaw sa pagsisimula?
- Sa startup, isang linearly na pagtaas ng voltage (voltage mode driving) o kasalukuyang (kasalukuyang mode driving) ay ibinibigay sa mga phase ng motor. Ang layunin ay ihanay ito sa isang kilala at paunang natukoy na posisyon. Kung ang voltage ay hindi sapat na mataas (lalo na sa mga motor na may mataas na inertia constant), ang motor ay hindi gumagalaw at ang pamamaraan ay nabigo. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga posibleng solusyon, sumangguni sa Seksyon 3.1.1.
Ano ang maaari kong gawin kung ang motor ay hindi nakumpleto ang bahagi ng acceleration?
Tulad ng para sa alignment phase, ang motor ay pinabilis sa isang open-loop sa pamamagitan ng paglalapat ng isang linearly na pagtaas ng vol.tage (voltage mode na pagmamaneho) o kasalukuyang (kasalukuyang mode na pagmamaneho) sa mga phase ng motor. Ang mga default na halaga ay hindi isinasaalang-alang ang kalaunan ay inilapat na mekanikal na pagkarga, o ang mga motor constant ay hindi tumpak at/o kilala. Samakatuwid, ang pamamaraan ng acceleration ay maaaring mabigo sa isang motor stall o isang overcurrent na kaganapan. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga posibleng solusyon, sumangguni sa Seksyon 3.1.2.
Bakit hindi lumipat ang motor sa closed speed loop?
Kung maayos na bumibilis ang motor sa target na bilis ngunit bigla itong huminto, maaaring may mali sa configuration ng threshold ng BEMF o nadagdag ang PI controller. Sumangguni sa Seksyon 3.1.3 para sa karagdagang mga detalye.
Bakit mukhang hindi stable ang speed loop?
Inaasahan ang pagtaas ng ingay ng pagsukat na may bilis dahil mas mataas ang bilis, mas mababa ang bilang ng BEMF samples para sa zero-crossing detection at, dahil dito, ang katumpakan ng pagkalkula nito. Gayunpaman, ang labis na kawalang-tatag ng speed loop ay maaari ding sintomas ng maling BEMF threshold o PI gain na hindi maayos na na-configure, gaya ng naka-highlight sa Seksyon 3.1.3.
- Paano ko madadagdagan ang maximum na maabot na bilis?
Ang maximum na maabot na bilis ay karaniwang nalilimitahan ng ilang salik: PWM frequency, pagkawala ng synchronization (dahil sa labis na panahon ng demagnetization o maling pagkaantala sa pagitan ng zero-crossing detection at step commutation), hindi tumpak na mga threshold ng BEMF. Para sa karagdagang detalye kung paano i-optimize ang mga elementong ito, sumangguni sa Seksyon 3.2.1, Seksyon 3.2.3, Seksyon 3.2.4 at Seksyon 3.2.5.
Bakit biglang huminto ang motor sa isang tiyak na bilis?
Ito ay malamang dahil sa isang hindi tumpak na PWM on-sensing BEMF threshold configuration. Sumangguni sa Seksyon 3.2.5 para sa karagdagang mga detalye.
Kasaysayan ng rebisyon
Talahanayan 2. Kasaysayan ng rebisyon ng dokumento
| Petsa | Bersyon | Mga pagbabago |
| 24-Nob-2023 | 1 | Paunang paglabas. |
MAHALAGANG PAUNAWA – MAGBASA NG MABUTI
Inilalaan ng STMicroelectronics NV at ng mga subsidiary nito (“ST”) ang karapatang gumawa ng mga pagbabago, pagwawasto, pagpapahusay, pagbabago, at pagpapahusay sa mga produkto ng ST at/o sa dokumentong ito anumang oras nang walang abiso. Dapat makuha ng mga mamimili ang pinakabagong may-katuturang impormasyon sa mga produkto ng ST bago maglagay ng mga order. Ang mga produkto ng ST ay ibinebenta alinsunod sa mga tuntunin at kundisyon ng pagbebenta ng ST sa oras ng pag-acknowledge ng order.
Ang mga mamimili ay tanging responsable para sa pagpili, pagpili, at paggamit ng mga produkto ng ST at walang pananagutan ang ST para sa tulong sa aplikasyon o disenyo ng mga produkto ng mga mamimili.
Walang lisensya, hayag o ipinahiwatig, sa anumang karapatan sa intelektwal na ari-arian ang ipinagkaloob ng ST dito.
Ang mga mamimili ay tanging responsable para sa pagpili, pagpili, at paggamit ng mga produkto ng ST at walang pananagutan ang ST para sa tulong sa aplikasyon o disenyo ng mga produkto ng mga mamimili.
Walang lisensya, hayag o ipinahiwatig, sa anumang karapatan sa intelektwal na ari-arian ang ipinagkaloob ng ST dito.
Ang muling pagbebenta ng mga produktong ST na may mga probisyon na iba sa impormasyong nakasaad dito ay magpapawalang-bisa sa anumang warranty na ibinigay ng ST para sa naturang produkto.
Ang ST at ang ST logo ay mga trademark ng ST. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga trademark ng ST, sumangguni sa www.st.com/trademarks. Ang lahat ng iba pang pangalan ng produkto o serbisyo ay pag-aari ng kani-kanilang mga may-ari.
Ang impormasyon sa dokumentong ito ay pinapalitan at pinapalitan ang impormasyong dating ibinigay sa anumang mga naunang bersyon ng dokumentong ito.
© 2023 STMicroelectronics – Nakalaan ang lahat ng karapatan
Ang ST at ang ST logo ay mga trademark ng ST. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga trademark ng ST, sumangguni sa www.st.com/trademarks. Ang lahat ng iba pang pangalan ng produkto o serbisyo ay pag-aari ng kani-kanilang mga may-ari.
Ang impormasyon sa dokumentong ito ay pinapalitan at pinapalitan ang impormasyong dating ibinigay sa anumang mga naunang bersyon ng dokumentong ito.
© 2023 STMicroelectronics – Nakalaan ang lahat ng karapatan
Mga Dokumento / Mga Mapagkukunan
 |
STMicroelectronics STM32 Motor Control SDK 6 Step Firmware Sensor Mas Kaunting Parameter [pdf] User Manual STM32 Motor Control SDK 6 Step Firmware Sensor Mas Kaunting Parameter, Motor Control SDK 6 Step Firmware Sensor Mas Kaunting Parameter, Step Firmware Sensor Mas Kaunting Parameter, Firmware Sensor Mas Kaunting Parameter, Sensor Mas Kaunting Parameter, Mas Kaunting Parameter, Parameter |
