STM32 موٹر کنٹرول SDK 6 سٹیپ فرم ویئر سینسر کم پیرامیٹر
وضاحتیں
- پروڈکٹ کا نام: STM32 موٹر کنٹرول SDK - 6 قدمی فرم ویئر سینسر سے کم پیرامیٹر آپٹیمائزیشن
- ماڈل نمبر: UM3259
- نظر ثانی: Rev 1 - نومبر 2023
- ڈویلپر: STMicroelectronics
- Webسائٹ: www.st.com
ختمview
پروڈکٹ کو موٹر کنٹرول ایپلی کیشنز کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جہاں سینسرز کا استعمال کیے بغیر روٹر کی پوزیشن کا تعین کرنے کی ضرورت ہے۔ فرم ویئر سینسر سے کم آپریشن کے لیے پیرامیٹرز کو بہتر بناتا ہے، جس سے روٹر کی پوزیشن کے ساتھ مرحلہ وار تبدیلی کی مطابقت پذیری ممکن ہوتی ہے۔
BEMF زیرو کراسنگ کا پتہ لگانا:
بیک الیکٹرو موٹیو فورس (BEMF) موج روٹر کی پوزیشن اور رفتار کے ساتھ تبدیل ہوتی ہے۔ صفر کراسنگ کا پتہ لگانے کے لیے دو حکمت عملی دستیاب ہیں:
پی ڈبلیو ایم آف ٹائم کے دوران بیک ای ایم ایف سینسنگ: فلوٹنگ فیز والیوم حاصل کریں۔tagای ڈی سی کے ذریعہ جب کوئی کرنٹ نہ بہہ رہا ہو، حد کی بنیاد پر صفر کراسنگ کی نشاندہی کرنا۔
پی ڈبلیو ایم آن ٹائم کے دوران بیک ای ایم ایف سینسنگ: سینٹر = ٹیپ والیومtage بس والیوم کے نصف تک پہنچتا ہے۔tagای، حد کی بنیاد پر صفر کراسنگ کی شناخت کرنا (VS/2)۔
STM32 موٹر کنٹرول SDK - 6 قدمی فرم ویئر سینسر سے کم پیرامیٹر آپٹیمائزیشن
تعارف
یہ دستاویز بیان کرتی ہے کہ 6 قدمی، سینسر سے کم الگورتھم کے لیے کنفیگریشن پیرامیٹرز کو کیسے بہتر بنایا جائے۔ مقصد ایک ہموار اور تیز آغاز کا طریقہ کار حاصل کرنا ہے، بلکہ ایک مستحکم بند لوپ رویہ بھی ہے۔ مزید برآں، دستاویز میں یہ بھی بتایا گیا ہے کہ پی ڈبلیو ایم آف ٹائم اور پی ڈبلیو ایم آن ٹائم کے دوران بیک ای ایم ایف زیرو کراسنگ ڈیٹیکشن کے درمیان ایک مناسب سوئچ تک کیسے پہنچنا ہے جب موٹر کو ایک والیوم کے ساتھ تیز رفتاری سے گھمایا جائے۔tagای ڈرائیونگ موڈ تکنیک۔ 6 قدمی فرم ویئر الگورتھم اور والیوم کے بارے میں مزید تفصیلات کے لیےtagای/موجودہ ڈرائیونگ تکنیک، X-CUBE-MCSDK دستاویزی پیکیج میں شامل متعلقہ صارف دستی کا حوالہ دیں۔
مخففات اور مخففات
مخفف |
تفصیل |
ایم سی ایس ڈی کے |
موٹر کنٹرول سافٹ ویئر ڈویلپمنٹ کٹ (X-CUBE-MCSDK) |
HW |
ہارڈ ویئر |
IDE |
انٹیگریٹڈ ترقیاتی ماحول |
ایم سی یو |
مائیکرو کنٹرولر یونٹ |
جی پی آئی او |
عام مقصد کا ان پٹ/آؤٹ پٹ |
اے ڈی سی |
ینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر |
VM |
والیومtagای موڈ |
SL |
سینسر سے کم |
بی ای ایم ایف |
پیچھے الیکٹرو موٹیو فورس |
FW |
فرم ویئر |
ZC |
زیرو کراسنگ |
GUI |
گرافیکل یوزر انٹرفیس |
MC |
موٹر کنٹرول |
او سی پی |
اوورکرنٹ تحفظ |
پی آئی ڈی |
متناسب-انٹیگرل-ماخوذ (کنٹرولر) |
SDK |
سافٹ ویئر ڈویلپمنٹ کٹ |
UI |
یوزر انٹرفیس |
ایم سی ورک بینچ |
موٹر کنٹرول ورک بینچ ٹول، MCSDK کا حصہ |
موٹر پائلٹ |
موٹر پائلٹ ٹول، MCSDK کا حصہ |
ختمview
6-اسٹیپ سینسر سے کم ڈرائیونگ موڈ میں، فرم ویئر تیرتے مرحلے میں محسوس ہونے والی بیک الیکٹرو موٹیو فورس (BEMF) کا استحصال کرتا ہے۔ روٹر کی پوزیشن BEMF کے زیرو کراسنگ کا پتہ لگا کر حاصل کی جاتی ہے۔ یہ عام طور پر ADC کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ خاص طور پر، جب روٹر کا مقناطیسی میدان ہائی-Z مرحلے کو عبور کرتا ہے، اسی BEMF والیومtage اپنے نشان کو تبدیل کرتا ہے (صفر کراسنگ)۔ BEMF والیومtagای کو ADC ان پٹ پر اسکیل کیا جا سکتا ہے، ایک ریزسٹر نیٹ ورک کی بدولت جو والیوم کو تقسیم کرتا ہے۔tage موٹر مرحلے سے آرہا ہے۔
تاہم، چونکہ BEMF سگنل رفتار کے متناسب ہے، اس لیے روٹر کی پوزیشن کا تعین شروع ہونے پر، یا بہت کم رفتار پر نہیں کیا جا سکتا۔ لہذا، موٹر کو ایک اوپن لوپ میں تیز کرنا ضروری ہے جب تک کہ کافی BEMF والیوم نہ ہو۔tage تک پہنچ گیا ہے۔ وہ BEMF والیومtage روٹر کی پوزیشن کے ساتھ مرحلہ وار تبدیلی کی مطابقت پذیری کی اجازت دیتا ہے۔
مندرجہ ذیل پیراگراف میں، سٹارٹ اپ کا طریقہ کار اور بند لوپ آپریشن، ان کو ٹیون کرنے کے لیے پیرامیٹرز کے ساتھ، بیان کیا گیا ہے۔
BEMF زیرو کراسنگ کا پتہ لگانا
برش لیس موٹر کا پچھلا EMF ویوفارم روٹر کی پوزیشن اور رفتار کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے اور ایک trapezoidal شکل میں ہوتا ہے۔ شکل 2 ایک برقی مدت کے لیے کرنٹ اور بیک EMF کی موج کو ظاہر کرتی ہے، جہاں ٹھوس لائن کرنٹ کی نشاندہی کرتی ہے (سادگی کی خاطر لہروں کو نظر انداز کر دیا جاتا ہے)، ڈیشڈ لائن بیک الیکٹرو موٹیو فورس کی نمائندگی کرتی ہے، اور افقی کوآرڈینیٹ برقی کی نمائندگی کرتا ہے۔ موٹر گردش کا نقطہ نظر.

ہر دو فیز سوئچنگ پوائنٹس کا درمیانی حصہ ایک پوائنٹ سے مساوی ہے جس کی پچھلی الیکٹرو موٹیو قوت قطبیت بدل گئی ہے: صفر کراسنگ پوائنٹ۔ صفر کراسنگ پوائنٹ کی شناخت ہونے کے بعد، فیز سوئچنگ کا لمحہ 30° کی برقی تاخیر کے بعد سیٹ کیا جاتا ہے۔ BEMF کے زیرو کراسنگ کا پتہ لگانے کے لیے، سنٹر ٹیپ والیومtage کو معلوم ہونا ضروری ہے۔ مرکزی نل اس نقطہ کے برابر ہے جہاں موٹر کے تین مراحل ایک ساتھ جڑے ہوئے ہیں۔ کچھ موٹریں مرکز کے نل کو دستیاب کراتی ہیں۔ دوسری صورتوں میں، اسے والیوم کے ذریعے دوبارہ تشکیل دیا جا سکتا ہے۔tagای مراحل 6 قدمی الگورتھم جو یہاں بیان کیا گیا ہے وہ ایڈوان لیتا ہے۔tagموٹر کے مراحل سے منسلک ایک BEMF سینسنگ نیٹ ورک کی موجودگی جو سینٹر ٹیپ والیوم کا حساب کرنے کی اجازت دیتا ہےtage.
- صفر کراسنگ پوائنٹ کی شناخت کے لیے دو مختلف حکمت عملی دستیاب ہیں۔
- پی ڈبلیو ایم آف ٹائم کے دوران بیک ای ایم ایف سینسنگ
- پی ڈبلیو ایم آن ٹائم کے دوران بیک ای ایم ایف سینسنگ (فی الحال والیوم میں تعاون یافتہ ہے۔tagصرف ای موڈ)
PWM آف ٹائم کے دوران، فلوٹنگ فیز والیومtagای اے ڈی سی کے ذریعہ حاصل کیا گیا ہے۔ چونکہ تیرتے ہوئے مرحلے میں کوئی کرنٹ نہیں بہہ رہا ہے، اور باقی دو زمین سے جڑے ہوئے ہیں، جب بی ای ایم ایف تیرتے ہوئے مرحلے میں صفر کو عبور کرتا ہے، تو اس کی دیگر مراحل پر مساوی اور مخالف قطبیت ہوتی ہے: سینٹر ٹیپ والیومtage اس لیے صفر ہے۔ لہذا، صفر کراسنگ پوائنٹ کی شناخت اس وقت ہوتی ہے جب ADC کی تبدیلی ایک متعین حد سے اوپر اٹھتی ہے، یا نیچے آتی ہے۔
دوسری طرف، PWM آن ٹائم کے دوران، ایک مرحلہ بس والیوم سے منسلک ہوتا ہے۔tagای، اور دوسرا زمین پر (شکل 3)۔ اس حالت میں، مرکز نل والیومtage بس والیوم کے نصف تک پہنچتا ہے۔tage قدر جب تیرتے مرحلے میں BEMF صفر ہو۔ پہلے کی طرح، صفر کراسنگ پوائنٹ کی شناخت اس وقت ہوتی ہے جب ADC کی تبدیلی ایک متعین حد سے اوپر (یا نیچے گرتی ہے)۔ مؤخر الذکر VS/2 کے مساوی ہے۔
BEMF سینسنگ نیٹ ورک ڈیزائن
شکل 4 میں BEMF کو سمجھنے کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والا نیٹ ورک دکھایا گیا ہے۔ اس کا مقصد موٹر فیز والیوم کو تقسیم کرنا ہے۔tagای ڈی سی کے ذریعہ مناسب طریقے سے حاصل کیا جائے۔ R2 اور R1 کی قدروں کا انتخاب بس والیوم کے مطابق ہونا چاہیے۔tagای سطح. صارف کو آگاہ ہونا چاہیے کہ R1/ (R2 + R1) تناسب کو ضرورت سے بہت کم لاگو کرنے سے، BEMF سگنل بہت کم ہو سکتا ہے اور کنٹرول کافی مضبوط نہیں ہے۔
دوسری طرف، ضرورت سے زیادہ تناسب D1 پروٹیکشن ڈایڈس کو بار بار آن/آف کرنے کا باعث بنے گا جن کا ریکوری کرنٹ شور انجیکشن کر سکتا ہے۔ تجویز کردہ قدر یہ ہے:
R1 اور R2 کے لیے بہت کم قدروں سے بچنا چاہیے تاکہ موٹر فیز سے ٹیپ کرنٹ کو محدود کیا جا سکے۔
R1 کبھی کبھی GND کے بجائے GPIO سے منسلک ہوتا ہے۔ یہ نیٹ ورک کو رن ٹائم فعال یا غیر فعال کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
6-اسٹیپ فرم ویئر میں، GPIO ہمیشہ ری سیٹ حالت میں ہوتا ہے اور نیٹ ورک فعال ہوتا ہے۔ تاہم، PWM آن ٹائم کے دوران سینسنگ کے لیے BEMF تھریشولڈز سیٹ کرتے وقت D3 کی حتمی موجودگی پر غور کیا جانا چاہیے: یہ عام طور پر مثالی حد میں 0.5÷0.7 V کا اضافہ کرتا ہے۔
C1 فلٹرنگ کے مقاصد کے لیے ہے اور PWM فریکوئنسی رینج میں سگنل بینڈوڈتھ کو محدود نہیں کرنا چاہیے۔
D4 اور R3 PWM کمیوٹیشن کے دوران BEMF_SENSING_ADC نوڈ کے تیزی سے خارج ہونے کے لیے ہیں، خاص طور پر ہائی والیوم میںtagای بورڈز.
D1 اور D2 diodes اختیاری ہیں اور صرف BEMF سینسنگ ADC چینل کی زیادہ سے زیادہ درجہ بندی کی خلاف ورزی کے خطرے کی صورت میں شامل کیے جائیں۔
کنٹرول الگورتھم پیرامیٹرز کی اصلاح
آغاز کا طریقہ کار
آغاز کا طریقہ کار عام طور پر تین سیکنڈ کی ترتیب پر مشتمل ہوتا ہے۔tages:
- صف بندی روٹر پہلے سے طے شدہ پوزیشن پر منسلک ہے۔
- اوپن لوپ ایکسلریشن۔ والیومtagای دالیں ایک مقناطیسی میدان بنانے کے لیے پہلے سے طے شدہ ترتیب میں لگائی جاتی ہیں جس کی وجہ سے روٹر گھومنا شروع کر دیتا ہے۔ روٹر کو ایک خاص رفتار تک پہنچنے کے لیے ترتیب کی شرح کو بتدریج بڑھایا جاتا ہے۔
- سوئچ اوور۔ ایک بار جب روٹر ایک خاص رفتار تک پہنچ جاتا ہے، الگورتھم موٹر کی رفتار اور سمت پر کنٹرول برقرار رکھنے کے لیے بند-لوپ 6-اسٹیپ کنٹرول ترتیب میں بدل جاتا ہے۔
جیسا کہ شکل 5 میں دکھایا گیا ہے، صارف کوڈ بنانے سے پہلے MC ورک بینچ میں اسٹارٹ اپ پیرامیٹرز کو اپنی مرضی کے مطابق بنا سکتا ہے۔ دو مختلف ڈرائیونگ موڈز دستیاب ہیں:
- والیومtagای موڈ الگورتھم موٹر مراحل پر لاگو PWM کے ڈیوٹی سائیکل کو مختلف کرکے رفتار کو کنٹرول کرتا ہے: ایک ہدف فیز والیومtage کی تعریف سٹارٹ اپ پرو کے ہر طبقہ کے لیے کی گئی ہے۔file
- موجودہ موڈ۔ الگورتھم موٹر کے مراحل میں بہنے والے کرنٹ کو مختلف کرکے رفتار کو کنٹرول کرتا ہے: اسٹارٹ اپ پرو کے ہر طبقے کے لیے موجودہ ہدف کی وضاحت کی گئی ہے۔file
شکل 5۔ ایم سی ورک بینچ میں اسٹارٹ اپ پیرامیٹرز
صف بندی
شکل 5 میں، فیز 1 ہمیشہ سیدھ کے مرحلے سے مطابقت رکھتا ہے۔ روٹر "ابتدائی برقی زاویہ" کے قریب ترین 6 قدمی پوزیشن پر منسلک ہے۔
یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ، بطور ڈیفالٹ، فیز 1 کا دورانیہ 200 ms ہے۔ اس مرحلے کے دوران ڈیوٹی سائیکل کو ٹارگٹ فیز والیوم تک پہنچنے کے لیے لکیری طور پر بڑھایا جاتا ہے۔tage (فیز کرنٹ، اگر موجودہ ڈرائیونگ موڈ منتخب کیا گیا ہے)۔ تاہم، بڑی موٹروں کے ساتھ یا زیادہ جڑت کی صورت میں، تجویز کردہ مدت، یا حتیٰ کہ ہدف کے مرحلے والیومtage/Current مناسب طریقے سے گردش شروع کرنے کے لیے کافی نہیں ہو سکتا۔
تصویر 6 میں، غلط سیدھ کی حالت اور ایک مناسب حالت کے درمیان موازنہ فراہم کیا گیا ہے۔
اگر فیز 1 کی ٹارگٹ ویلیو یا دورانیہ روٹر کو ابتدائی پوزیشن پر مجبور کرنے کے لیے کافی نہیں ہے، تو صارف موٹر کو گھومنا شروع کیے بغیر ہلتا ہوا دیکھ سکتا ہے۔ دریں اثنا، موجودہ جذب میں اضافہ ہوتا ہے. آغاز کے طریقہ کار کی پہلی مدت کے دوران، کرنٹ بڑھ جاتا ہے، لیکن ٹارک موٹر کی جڑت پر قابو پانے کے لیے کافی نہیں ہے۔ تصویر 6 (A) کے اوپری حصے میں، صارف موجودہ میں اضافہ دیکھ سکتا ہے۔ تاہم، BEMF کا کوئی ثبوت نہیں ہے: موٹر پھر رک گئی ہے۔ ایکسلریشن سٹیپ شروع ہونے کے بعد، روٹر کی غیر یقینی پوزیشن الگورتھم کو اسٹارٹ اپ کے طریقہ کار کو مکمل کرنے اور موٹر چلانے سے روکتی ہے۔
والیوم میں اضافہtagفیز 1 کے دوران ای/موجودہ مرحلہ مسئلہ کو ٹھیک کر سکتا ہے۔
جلد میںtagای موڈ، ہدف والیومtagای کو اسٹارٹ اپ کے دوران موٹر پائلٹ کے ساتھ کوڈ کو دوبارہ تخلیق کرنے کی ضرورت کے بغیر اپنی مرضی کے مطابق بنایا جاسکتا ہے۔ موٹر پائلٹ میں، ریو اپ سیکشن میں، وہی ایکسلریشن پروfile تصویر 1 کی اطلاع دی گئی ہے (شکل 7 دیکھیں)۔ نوٹ کریں کہ یہاں والیومtagای فیز کو ٹائمر رجسٹر (S16A یونٹ) میں پلس سیٹ کے طور پر یا آؤٹ پٹ والیوم کے مطابق دکھایا جا سکتا ہے۔tage (Vrms یونٹ)۔
ایک بار جب صارف کو مناسب اقدار مل جاتی ہیں جو موٹر کے لیے بہترین ہیں، ان اقدار کو MC ورک بینچ پروجیکٹ میں لاگو کیا جا سکتا ہے۔ یہ پہلے سے طے شدہ قدر کو لاگو کرنے کے لیے کوڈ کو دوبارہ تخلیق کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ذیل کا فارمولا جلد کے درمیان ارتباط کی وضاحت کرتا ہے۔tagVrms اور S16A یونٹس میں e مرحلہ۔
موجودہ موڈ میں، موٹر پائلٹ GUI میں، ہدف کرنٹ صرف S16A میں دکھایا گیا ہے۔ میں اس کی تبدیلی ampere شنٹ ویلیو اور پر منحصر ہے۔ ampموجودہ لمیٹر سرکٹری میں استعمال ہونے والا لیفیکیشن گین۔
اوپن لوپ ایکسلریشن
شکل 5 میں، فیز 2 ایکسلریشن فیز سے مطابقت رکھتا ہے۔ 6 قدموں کی ترتیب کو اوپن لوپ میں موٹر کو تیز کرنے کے لیے لاگو کیا جاتا ہے، اس لیے روٹر کی پوزیشن 6 قدمی ترتیب کے ساتھ ہم آہنگ نہیں ہوتی ہے۔ موجودہ مراحل پھر زیادہ سے زیادہ ہیں اور ٹارک کم ہے۔
MC ورک بینچ (شکل 5) میں صارف ایک یا زیادہ ایکسلریشن سیگمنٹس کی وضاحت کر سکتا ہے۔ خاص طور پر، ایک بڑی موٹر کے لیے، اسے سست r کے ساتھ تیز کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔amp ایک steeper r کارکردگی کا مظاہرہ کرنے سے پہلے جڑتا پر قابو پانے کے لئےamp. ہر سیگمنٹ کے دوران، والیوم کے آخری ہدف تک پہنچنے کے لیے ڈیوٹی سائیکل کو خطی طور پر بڑھایا جاتا ہے۔tagاس طبقہ کا e/موجودہ مرحلہ۔ اس طرح، یہ اسی کنفیگریشن ٹیبل میں بتائی گئی اسی رفتار سے مراحل کی تبدیلی پر مجبور کرتا ہے۔
شکل 8 میں، والیوم کے ساتھ ایک سرعت کے درمیان موازنہtagای فیز (A) بہت کم اور ایک مناسب (B) فراہم کیا گیا ہے۔
اگر ہدف والیومtagایک فیز کا ای/کرنٹ یا اس کا دورانیہ موٹر کو اس رفتار تک پہنچنے کی اجازت دینے کے لیے کافی نہیں ہے، صارف موٹر کو گھومتے ہوئے دیکھ سکتا ہے اور ہلنا شروع کر سکتا ہے۔ شکل 8 کے اوپری حصے میں، کرنٹ اچانک بڑھ جاتا ہے جب موٹر رک جاتی ہے جبکہ، جب مناسب طریقے سے تیز ہوتی ہے، تو کرنٹ بغیر کسی وقفے کے بڑھ جاتا ہے۔ موٹر رک جانے کے بعد، اسٹارٹ اپ کا طریقہ کار ناکام ہوجاتا ہے۔
والیوم میں اضافہtagای/موجودہ مرحلہ مسئلہ کو ٹھیک کر سکتا ہے۔
دوسری طرف، اگر والیومtagای/کرنٹ فیز کی وضاحت بہت زیادہ ہے، چونکہ موٹر اوپن لوپ میں غیر موثر طریقے سے چل رہی ہے، اس لیے کرنٹ بڑھ سکتا ہے اور اوور کرنٹ تک پہنچ سکتا ہے۔ موٹر اچانک رک جاتی ہے، اور موٹر پائلٹ کی طرف سے ایک اوور کرنٹ الارم دکھایا جاتا ہے۔ کرنٹ کا رویہ شکل 9 میں دکھایا گیا ہے۔
والیوم کو کم کرناtagای/موجودہ مرحلہ مسئلہ کو ٹھیک کر سکتا ہے۔
سیدھ کے مرحلے کی طرح، ہدف والیومtagکوڈ کو دوبارہ تخلیق کرنے کی ضرورت کے بغیر موٹر پائلٹ کے ساتھ اسٹارٹ اپ کے دوران e/current کو اپنی مرضی کے مطابق بنایا جا سکتا ہے۔ پھر، جب مناسب ترتیب کی نشاندہی کی جائے تو اسے MC ورک بینچ پروجیکٹ میں لاگو کیا جا سکتا ہے۔
سوئچ اوور
آغاز کے طریقہ کار کا آخری مرحلہ سوئچ اوور ہے۔ اس مرحلے کے دوران، الگورتھم روٹر کی پوزیشن کے ساتھ 6-مرحلہ ترتیب کو ہم آہنگ کرنے کے لیے محسوس شدہ BEMF کا استحصال کرتا ہے۔ سوئچ اوور اس حصے میں شروع ہوتا ہے جس کی نشاندہی پیرامیٹر میں تصویر 10 میں کی گئی ہے۔ یہ MC ورک بینچ کے سینسر سے کم اسٹارٹ اپ پیرامیٹر سیکشن میں قابل ترتیب ہے۔
ایک درست BEMF صفر کراسنگ کا پتہ لگانے کے سگنل کے بعد (اس شرط کو پورا کرنے کے لیے سیکشن 2.1 دیکھیں)، الگورتھم ایک بند لوپ آپریشن میں بدل جاتا ہے۔ سوئچ اوور مرحلہ درج ذیل وجوہات کی وجہ سے ناکام ہو سکتا ہے:
- سوئچ اوور سپیڈ مناسب طریقے سے کنفیگر نہیں ہے۔
- اسپیڈ لوپ کے PI فوائد بہت زیادہ ہیں۔
- BEMF زیرو کراسنگ ایونٹ کا پتہ لگانے کے لیے حدیں درست طریقے سے سیٹ نہیں ہیں۔
سوئچ اوور کی رفتار مناسب طریقے سے ترتیب نہیں دی گئی ہے۔
جس رفتار سے سوئچ اوور شروع ہوتا ہے وہ ڈیفالٹ کے طور پر ابتدائی ہدف کی رفتار جیسی ہوتی ہے جسے MC ورک بینچ کے ڈرائیو سیٹنگ سیکشن میں کنفیگر کیا جا سکتا ہے۔ صارف کو آگاہ ہونا چاہیے کہ جیسے ہی سپیڈ لوپ بند ہوتا ہے، موٹر فوری طور پر سوئچ اوور کی رفتار سے ہدف کی رفتار تک تیز ہو جاتی ہے۔ اگر یہ دونوں قدریں ایک دوسرے سے بہت دور ہیں تو، ایک اوورکورنٹ ناکامی ہو سکتی ہے۔
اسپیڈ لوپ کے PI فوائد بہت زیادہ ہیں۔
سوئچ اوور کے دوران، الگورتھم رفتار کی پیمائش کرنے کے لیے پہلے سے طے شدہ ترتیب کو مجبور کرنے سے آگے بڑھتا ہے اور اس کے مطابق آؤٹ پٹ کی قدروں کا حساب لگاتا ہے۔ اس طرح، یہ اصل رفتار کی تلافی کرتا ہے جو اوپن لوپ ایکسلریشن کا نتیجہ ہے۔ اگر PI کے فوائد بہت زیادہ ہیں تو، ایک عارضی عدم استحکام کا تجربہ کیا جا سکتا ہے، لیکن اگر بڑھا چڑھا کر پیش کیا جائے تو یہ اوورکرنٹ ناکامی کا باعث بن سکتا ہے۔
شکل 11 شوز اور سابقہampاوپن لوپ سے کلوزڈ لوپ آپریشن میں منتقلی کے دوران اس طرح کی عدم استحکام۔
غلط BEMF تھریشولڈز
- اگر غلط BEMF حدیں سیٹ کی گئی ہیں، تو صفر کراسنگ کا پتہ پہلے سے یا دیر سے ہو جاتا ہے۔ یہ دو اہم اثرات کو جنم دیتا ہے:
- لہر کی شکلیں غیر متناسب ہیں اور کنٹرول ناکارہ ہے جس کی وجہ سے ٹارک کی تیز لہریں آتی ہیں (شکل 12)
- ٹارک کی لہروں کی تلافی کرنے کی کوشش کر کے اسپیڈ لوپ غیر مستحکم ہو جاتا ہے۔
- صارف غیر مستحکم رفتار کنٹرول کا تجربہ کرے گا اور، بدترین صورتوں میں، کنٹرول کے ساتھ موٹر ڈرائیونگ کی ڈی سنکرونائزیشن جس کے نتیجے میں اوور کرنٹ واقعہ ہوتا ہے۔
- الگورتھم کی اچھی کارکردگی کے لیے بی ای ایم ایف تھریشولڈز کی مناسب ترتیب بہت ضروری ہے۔ حد بھی بس والیوم پر منحصر ہے۔tagای ویلیو اور سینسنگ نیٹ ورک۔ والیوم کو سیدھ میں کرنے کا طریقہ چیک کرنے کے لیے سیکشن 2.1 کا حوالہ دینے کی سفارش کی جاتی ہے۔tagMC ورک بینچ میں سیٹ برائے نام کی سطح پر e لیولز۔
بند لوپ آپریشن
اگر موٹر ایکسلریشن کا مرحلہ مکمل کر لیتی ہے، تو BEMF صفر کراسنگ کا پتہ چل جاتا ہے۔ روٹر کو 6 قدمی ترتیب کے ساتھ ہم آہنگ کیا جاتا ہے اور ایک بند لوپ آپریشن حاصل کیا جاتا ہے۔ تاہم، کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے مزید پیرامیٹر کی اصلاح کی جا سکتی ہے۔
مثال کے طور پر، جیسا کہ پچھلے سیکشن 3.1.3 ("غلط BEMF حد") میں بیان کیا گیا ہے، اسپیڈ لوپ، چاہے کام کر رہا ہو، غیر مستحکم ظاہر ہو سکتا ہے اور BEMF تھریشولڈز کو کچھ اصلاح کی ضرورت ہو سکتی ہے۔
مزید برآں، اگر کسی موٹر سے تیز رفتاری سے کام کرنے یا ہائی پی ڈبلیو ایم ڈیوٹی سائیکل کے ساتھ چلنے کی درخواست کی جاتی ہے تو درج ذیل پہلوؤں پر غور کرنا ہوگا۔
PWM تعدد
- اسپیڈ لوپ PI کے فوائد
- ڈی میگنیٹائزیشن خالی کرنے کی مدت کا مرحلہ
- صفر کراسنگ اور مرحلہ وار تبدیلی کے درمیان تاخیر
- PWM آف ٹائم اور آن ٹائم سینسنگ کے درمیان سوئچ کریں۔
PWM تعدد
سینسر سے کم 6 قدمی الگورتھم ہر PWM سائیکل پر BEMF کا حصول انجام دیتا ہے۔ صفر کراسنگ ایونٹ کا صحیح طریقے سے پتہ لگانے کے لیے، کافی تعداد میں حصول کی ضرورت ہے۔ انگوٹھے کے اصول کے طور پر، مناسب آپریشن کے لیے، 10 برقی زاویوں سے زیادہ کم از کم 60 حصولیں اچھی اور مستحکم روٹر سنکرونائزیشن فراہم کرتی ہیں۔
اس لیے
اسپیڈ لوپ PI کے فوائد
اسپیڈ لوپ PI کے فوائد موٹر کی کسی بھی رفتار یا سست رفتاری کے لیے ردعمل کو متاثر کرتے ہیں۔ پی آئی ڈی ریگولیٹر کیسے کام کرتا ہے اس کی ایک نظریاتی وضاحت اس دستاویز کے دائرہ کار سے باہر ہے۔ تاہم، صارف کو اس بات سے آگاہ ہونا چاہیے کہ موٹر پائلٹ کے ذریعے رن ٹائم کے وقت اسپیڈ لوپ ریگولیٹر کے فوائد کو تبدیل کیا جا سکتا ہے اور حسب مرضی ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔
ڈی میگنیٹائزیشن خالی کرنے کی مدت کا مرحلہ
فلوٹنگ فیز کی ڈی میگنیٹائزیشن فیز انرجیائزیشن کی تبدیلی کے بعد کی مدت ہے جس کے دوران موجودہ ڈسچارج (شکل 14) کی وجہ سے، بیک ای ایم ایف ریڈنگ قابل اعتماد نہیں ہے۔ لہذا، الگورتھم کو سگنل کو ختم ہونے سے پہلے نظر انداز کرنا چاہیے۔ اس مدت کو MC ورک بینچ میں ایک فیصد کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔tage ایک قدم کا (60 برقی ڈگری) اور موٹر پائلٹ کے ذریعے رن ٹائم تبدیل کیا جا سکتا ہے جیسا کہ شکل 15 میں دکھایا گیا ہے۔ موٹر کی رفتار جتنی زیادہ ہوگی، ڈی میگنیٹائزیشن کی مدت اتنی ہی تیز ہوگی۔ ڈی میگنیٹائزیشن، بذریعہ ڈیفالٹ، زیادہ سے زیادہ درجہ بندی کی رفتار کے 2/3 پر تین PWM سائیکلوں پر سیٹ کی گئی کم حد تک پہنچ جاتی ہے۔ اگر موٹر کا انڈکٹنس مرحلہ کم ہے اور اسے ڈی میگنیٹائز کرنے میں زیادہ وقت درکار نہیں ہے، تو صارف ماسکنگ کی مدت یا اس رفتار کو کم کر سکتا ہے جس پر کم از کم مدت مقرر کی گئی ہے۔ تاہم، ماسکنگ کی مدت کو 2 - 3 PWM سائیکلوں سے کم کرنے کی سفارش نہیں کی جاتی ہے کیونکہ مرحلہ وار تبدیلی کے دوران کنٹرول اچانک عدم استحکام کا شکار ہو سکتا ہے۔
BEMF زیرو کراسنگ اور مرحلہ وار تبدیلی کے درمیان تاخیر
ایک بار جب BEMF زیرو کراسنگ ایونٹ کا پتہ چل جاتا ہے، الگورتھم عام طور پر 30 برقی ڈگری تک انتظار کرتا ہے جب تک کہ ایک قدم کی ترتیب کی تبدیلی (شکل 16)۔ اس طرح، صفر کراسنگ کو زیادہ سے زیادہ کارکردگی کو نشانہ بنانے کے لیے قدم کے وسط میں رکھا جاتا ہے۔
چونکہ زیرو کراسنگ کا پتہ لگانے کی درستگی کا انحصار حصول کی تعداد پر ہے، اس لیے PWM فریکوئنسی پر (سیکشن 3.2.1 دیکھیں)، اس کی کھوج کی درستگی تیز رفتاری سے متعلقہ ہو سکتی ہے۔ اس کے بعد یہ لہروں کی واضح غیر متناسبیت اور کرنٹ کی مسخ پیدا کرتا ہے (شکل 17 دیکھیں)۔ صفر کراسنگ کا پتہ لگانے اور مرحلہ وار تبدیلی کے درمیان تاخیر کو کم کر کے اس کی تلافی کی جا سکتی ہے۔ زیرو کراسنگ تاخیر کو صارف موٹر پائلٹ کے ذریعے رن ٹائم تبدیل کر سکتا ہے جیسا کہ شکل 18 میں دکھایا گیا ہے۔
PWM آف ٹائم اور آن ٹائم سینسنگ کے درمیان سوئچ کریں۔
رفتار یا لوڈ کرنٹ کو بڑھانے کے دوران (یعنی موٹر آؤٹ پٹ ٹارک کہتے ہیں)، PWM ڈرائیونگ کا ڈیوٹی سائیکل بڑھ جاتا ہے۔ اس طرح، s کے لئے وقتampآف ٹائم کے دوران BEMF کو لنگ لگانا کم ہو جاتا ہے۔ ڈیوٹی سائیکل کے 100% تک پہنچنے کے لیے، ADC کی تبدیلی PWM کے آن ٹائم کے دوران شروع ہوتی ہے، اس طرح PWM آف ٹائم کے دوران BEMF سینسنگ سے PWM آن ٹائم میں تبدیل ہو جاتا ہے۔
آن ٹائم کے دوران BEMF تھریشولڈز کی غلط ترتیب سیکشن 3.1.3 ("غلط BEMF حد") میں بیان کردہ انہی مسائل کی طرف لے جاتی ہے۔
پہلے سے طے شدہ طور پر، BEMF آن سینسنگ کی حدیں بس والیوم کے نصف پر سیٹ ہیں۔tage (سیکشن 2.1 دیکھیں)۔ صارف کو غور کرنا چاہیے کہ اصل حدیں بس والیوم پر منحصر ہیں۔tagای ویلیو اور سینسنگ نیٹ ورک۔ سیکشن 2.1 میں دیے گئے اشارے پر عمل کریں اور والیوم کو سیدھ میں رکھنا یقینی بنائیںtagMC ورک بینچ میں سیٹ برائے نام کی سطح پر۔
حد اور PWM ڈیوٹی سائیکل کی قدریں جن پر الگورتھم آف اور آن سینسنگ کے درمیان تبدیل ہوتے ہیں موٹر پائلٹ (شکل 19) کے ذریعے رن ٹائم کنفیگر کیے جا سکتے ہیں اور والیوم میں دستیاب ہیں۔tagصرف ای موڈ ڈرائیونگ۔
خرابی کا سراغ لگانا
سینسر کے بغیر 6 قدموں والے الگورتھم کے ساتھ موٹر کو صحیح طریقے سے گھمانے کے لیے مجھے کس چیز کا خیال رکھنا ہوگا؟ بغیر سینسر کے 6 قدمی الگورتھم کے ساتھ موٹر کو گھمانے کا مطلب یہ ہے کہ BEMF سگنل کا صحیح طریقے سے پتہ لگانا، موٹر کو تیز کرنا، اور روٹر کو کنٹرول الگورتھم کے ساتھ ہم آہنگ کریں۔ BEMF سگنلز کی صحیح پیمائش BEMF سینسنگ نیٹ ورک کے مؤثر ڈیزائن میں ہے (سیکشن 2.1 دیکھیں)۔ ہدف والیومtagای (جلدtagابتدائی ترتیب کے دوران ای موڈ ڈرائیونگ) یا کرنٹ (موجودہ موڈ ڈرائیونگ) موٹر پیرامیٹرز پر منحصر ہے۔ والیوم کی تعریف (اور آخر کار دورانیہ)tagالائنمنٹ، ایکسلریشن، اور سوئچ اوور کے مراحل کے دوران e/موجودہ مرحلہ کامیاب طریقہ کار کے لیے اہم ہیں (سیکشن 3 دیکھیں)۔
آخر میں، روٹر کی مطابقت پذیری اور اسپیڈ موٹر کو ریٹیڈ رفتار تک بڑھانے کی صلاحیت کا انحصار PWM فریکوئنسی کی اصلاح، BEMF تھریشولڈز، ڈی میگنیٹائزیشن کی مدت اور صفر کراسنگ کا پتہ لگانے اور مرحلہ وار تبدیلی کے درمیان تاخیر پر ہے، جیسا کہ میں بیان کیا گیا ہے۔ سیکشن 3.2۔
BEMF ریزسٹر ڈیوائیڈر کی صحیح قدر کیا ہے؟
صارف کو آگاہ ہونا چاہیے کہ غلط BEMF ریزسٹر ڈیوائیڈر ویلیو موٹر کو صحیح طریقے سے چلانے کے کسی بھی امکان کو ختم کر سکتی ہے۔ BEMF سینسنگ نیٹ ورک کو ڈیزائن کرنے کے طریقے کے بارے میں مزید تفصیلات کے لیے، سیکشن 2.1 کا حوالہ دیں۔
میں اسٹارٹ اپ کے طریقہ کار کو کیسے ترتیب دوں؟
- آغاز کے عمل کو بہتر بنانے کے لیے، ریو اپ مرحلے کے ہر مرحلے کی مدت کو کئی سیکنڈ تک بڑھانے کی سفارش کی جاتی ہے۔ اس کے بعد یہ سمجھنا ممکن ہے کہ آیا موٹر درست طریقے سے تیز ہوتی ہے، یا اوپن لوپ کے طریقہ کار کے کس رفتار/مرحلے پر ناکام ہوتی ہے۔
- یہ مناسب نہیں ہے کہ ایک بہت زیادہ کھڑی r کے ساتھ ایک اعلی جڑتا موٹر کو تیز کیا جائے۔amp.
- اگر تشکیل شدہ والیومtagای فیز یا کرنٹ فیز بہت کم ہے، موٹر اسٹال۔ اگر یہ بہت زیادہ ہے تو اوور کرنٹ کو متحرک کیا جاتا ہے۔ آہستہ آہستہ والیوم میں اضافہtagای مرحلہ (جلدtagالائنمنٹ اور ایکسلریشن کے مراحل کے دوران ای موڈ ڈرائیونگ) یا کرنٹ (موجودہ موڈ ڈرائیونگ) صارف کو موٹر کے کام کرنے کی حد کو سمجھنے کی اجازت دیتا ہے۔ درحقیقت، یہ زیادہ سے زیادہ تلاش کرنے میں مدد کرتا ہے.
- جب بند لوپ آپریشن میں سوئچ کرنے کی بات آتی ہے تو، PI کے فوائد کو پہلے کم کرنا چاہیے تاکہ یہ خارج ہو جائے کہ کنٹرول میں کمی یا عدم استحکام سپیڈ لوپ کی وجہ سے ہے۔ اس مقام پر، اس بات کو یقینی بنانا کہ BEMF سینسنگ نیٹ ورک مناسب طریقے سے ڈیزائن کیا گیا ہے (سیکشن 2.1 دیکھیں) اور BEMF سگنل کو صحیح طریقے سے حاصل کیا گیا ہے۔ صارف BEMF کی ریڈنگ تک رسائی حاصل کر سکتا ہے، اور ٹول کے ASYNC پلاٹ سیکشن میں دستیاب رجسٹر BEMF_U، BEMF_V اور BEMF_U کو منتخب کر کے موٹر پائلٹ (شکل 20 دیکھیں) میں پلاٹ کر سکتا ہے۔ ایک بار جب موٹر رن حالت میں آجائے تو اسپیڈ لوپ کنٹرولر کے فوائد کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ مزید تفصیلات یا پیرامیٹر کی اصلاح کے لیے، سیکشن 3 اور سیکشن 3.2 دیکھیں۔

اگر موٹر اسٹارٹ اپ پر حرکت نہ کرے تو میں کیا کرسکتا ہوں؟
- آغاز میں، ایک لکیری طور پر بڑھتی ہوئی والیومtagای (جلدtagای موڈ ڈرائیونگ) یا کرنٹ (موجودہ موڈ ڈرائیونگ) موٹر فیز کو فراہم کیا جاتا ہے۔ مقصد یہ ہے کہ اسے معلوم اور پہلے سے طے شدہ مقام پر سیدھ میں لایا جائے۔ اگر والیومtage کافی زیادہ نہیں ہے (خاص طور پر ایسی موٹروں کے ساتھ جن میں زیادہ جڑتا مستقل ہے)، موٹر حرکت نہیں کرتی اور طریقہ کار ناکام ہوجاتا ہے۔ ممکنہ حل کے بارے میں مزید معلومات کے لیے، سیکشن 3.1.1 دیکھیں۔
اگر موٹر ایکسلریشن کا مرحلہ مکمل نہیں کرتی ہے تو میں کیا کر سکتا ہوں؟
سیدھ کے مرحلے کی طرح، موٹر کو ایک لکیری طور پر بڑھتے ہوئے والیوم کو لاگو کرکے اوپن لوپ میں تیز کیا جاتا ہے۔tagای (جلدtagای موڈ ڈرائیونگ) یا کرنٹ (موجودہ موڈ ڈرائیونگ) موٹر فیز تک۔ پہلے سے طے شدہ اقدار حتمی لاگو مکینیکل بوجھ پر غور نہیں کرتی ہیں، یا موٹر کنسٹنٹ درست اور/یا معلوم نہیں ہیں۔ لہذا، ایکسلریشن کا طریقہ کار موٹر اسٹال یا اوورکرنٹ ایونٹ کے ساتھ ناکام ہو سکتا ہے۔ ممکنہ حل کے بارے میں مزید معلومات کے لیے، سیکشن 3.1.2 دیکھیں۔
موٹر بند رفتار لوپ میں کیوں نہیں بدلتی؟
اگر موٹر درست طریقے سے رفتار کو ہدف بنانے کے لیے تیز کرتی ہے لیکن یہ اچانک رک جاتی ہے، تو BEMF تھریشولڈ کنفیگریشن میں کچھ غلط ہو سکتا ہے یا PI کنٹرولر کو حاصل ہو سکتا ہے۔ مزید تفصیلات کے لیے سیکشن 3.1.3 سے رجوع کریں۔
اسپیڈ لوپ غیر مستحکم کیوں نظر آتا ہے؟
رفتار کے ساتھ پیمائش کے شور میں اضافہ متوقع ہے کیونکہ رفتار جتنی زیادہ ہوگی، بی ای ایم ایف کی تعداد اتنی ہی کم ہوگی۔ampصفر کراسنگ کا پتہ لگانے کے لیے اور، اس کے نتیجے میں، اس کے حساب کی درستگی۔ تاہم، اسپیڈ لوپ کی ضرورت سے زیادہ عدم استحکام بھی غلط BEMF تھریشولڈ یا PI حاصلات کی علامت ہو سکتی ہے جو صحیح طریقے سے ترتیب نہیں دی گئی ہیں، جیسا کہ سیکشن 3.1.3 میں روشنی ڈالی گئی ہے۔
- میں زیادہ سے زیادہ قابل رسائی رفتار کو کیسے بڑھا سکتا ہوں؟
زیادہ سے زیادہ قابل رسائی رفتار عام طور پر کئی عوامل سے محدود ہوتی ہے: PWM فریکوئنسی، مطابقت پذیری کا نقصان (زیادہ سے زیادہ ڈی میگنیٹائزیشن کی مدت یا صفر کراسنگ کا پتہ لگانے اور مرحلہ وار تبدیلی کے درمیان غلط تاخیر کی وجہ سے)، غلط BEMF حد۔ ان عناصر کو بہتر بنانے کے طریقے کے بارے میں مزید تفصیلات کے لیے، سیکشن 3.2.1، سیکشن 3.2.3، سیکشن 3.2.4 اور سیکشن 3.2.5 دیکھیں۔
موٹر ایک خاص رفتار سے اچانک کیوں رک جاتی ہے؟
یہ ممکنہ طور پر PWM آن سینسنگ BEMF تھریشولڈ کنفیگریشن کی وجہ سے ہے۔ مزید تفصیلات کے لیے سیکشن 3.2.5 دیکھیں۔
نظرثانی کی تاریخ
جدول 2۔ دستاویز پر نظر ثانی کی تاریخ
تاریخ |
ورژن |
تبدیلیاں |
24-نومبر-2023 |
1 |
ابتدائی رہائی۔ |
اہم نوٹس - غور سے پڑھیں
STMicroelectronics NV اور اس کے ذیلی ادارے ("ST") بغیر اطلاع کے کسی بھی وقت ST مصنوعات اور/یا اس دستاویز میں تبدیلیاں، تصحیحات، اضافہ، ترمیمات اور بہتری کا حق محفوظ رکھتے ہیں۔ خریداروں کو آرڈر دینے سے پہلے ST مصنوعات کے بارے میں تازہ ترین متعلقہ معلومات حاصل کرنی چاہیے۔ ST پروڈکٹس کو آرڈر کی منظوری کے وقت ST کی فروخت کی شرائط و ضوابط کے مطابق فروخت کیا جاتا ہے۔
خریدار ST مصنوعات کے انتخاب، انتخاب اور استعمال کے لیے مکمل طور پر ذمہ دار ہیں اور ST درخواست کی مدد یا خریداروں کی مصنوعات کے ڈیزائن کے لیے کوئی ذمہ داری قبول نہیں کرتا ہے۔
یہاں ST کے ذریعہ کسی بھی دانشورانہ املاک کے حق کو کوئی لائسنس، ایکسپریس یا مضمر نہیں دیا گیا ہے۔
یہاں بیان کردہ معلومات سے مختلف دفعات کے ساتھ ST مصنوعات کی دوبارہ فروخت ایسی مصنوعات کے لیے ST کی طرف سے دی گئی کسی بھی وارنٹی کو کالعدم قرار دے گی۔
ST اور ST لوگو ST کے ٹریڈ مارک ہیں۔ ST ٹریڈ مارکس کے بارے میں اضافی معلومات کے لیے رجوع کریں۔
www.st.com/trademarks دیگر تمام پروڈکٹ یا سروس کے نام ان کے متعلقہ مالکان کی ملکیت ہیں۔
اس دستاویز میں موجود معلومات اس دستاویز کے کسی بھی سابقہ ورژن میں پہلے سے فراہم کردہ معلومات کی جگہ لے لیتی ہے۔
© 2023 STMicroelectronics – جملہ حقوق محفوظ ہیں۔
دستاویزات / وسائل
حوالہ جات