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寅絮车
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1 AN1078 调整指南 1.1 了解所使用的 PMSM 本文档介绍了使用 FOC 算法实现永磁同步电机 (Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM) 调整所需的步骤和设置, 该算法如 AN1078 PMSM 电机的无传感器磁场定向控制 (DS01078A_CN) 中所介绍由于不同电机存在参数差异, 因此需针对每种新的电机模型对该算法进行调整在使用 FOC 算法运行一台电机前, 用户必须确定该算法是否支持其所使用的电机 FOC 算法只适用于正弦波反电动势的永磁同步电机图 1-1 给出了如何检测 PMSM 反电动势的安装示意图, 包括待测的 PMSM 以及通过连轴器与之连接的另一台驱动电机为观察反电动势的波形, 使驱动电机运行于固定速度 ( 例如, 2000 RPM), 并在示波器上观察其中两相反电动势的波形图 1-1: 电机反电动势的检测将任意两相绕组连接到示波器驱动电机机械耦合待测 PMSM DS70638A_CN 第 1 页

1.2 在 dspicdem MCLV 开发板上成功测试的电机下列电机均在 dspicdem MCLV

2 1.2 在 dspicdem MCLV 开发板上成功测试的电机下列电机均在 dspicdem MCLV 开发板上成功通过测试 : Hurst 电机 ( 部件编号 :AC300020, 可从购买 ) 电机及其反电动势波形如图 1-2 所示该电机的额定值是 24V, 5 对极, 2500 RPM 关于该电机的其他技术规范, 可访问伺服电机伺服电机及其反电动势波形如图 1-2 所示电机的额定值是 24V, 2 对极, 3000 RPM 关于该电机的其他技术规范, 可访问这些在 dspicdem MCLV 开发板上采用 FOC 算法成功测试的电机都是反电动势为正弦波的永磁同步电机图 1-2: HURST 和伺服电机反电动势波形 Hurst 电机反电动势波形伺服电机反电动势波形 DS70638A_CN 第 2 页

喷涂机电机 ( 定制电机 ) 喷涂机应用的电机及其反电动势波形如图 1-3 所示该电机额定值是 160 VDC, 3 对极, 4000

Dia-YS50 电机 Dia-YS50 电机及其反电动势波形如图 1-4 所示该电机额定值为 220V ( 有效值 ), 2 对极,

3 AN1078 调整指南 1.3 在 dspicdem MCHV 开发板上成功测试的电机下列电机均在 dspicdem MCLV 开发板上成功通过测试 : 喷涂机电机 ( 定制电机 ) 喷涂机应用的电机及其反电动势波形如图 1-3 所示该电机额定值是 160 VDC, 3 对极, 4000 RPM Dia-80 电机 Dia-80 电机及其反电动势波形如图 1-3 所示该电机的额定值是 220V, 2 对极, 3500 RPM 关于该电机的其他技术规范, 请访问图 1-3: 喷涂机电机和 DIA-80 电机的反电动势波形喷涂机电机反电动势波形 Dia-80 电机反电动势波形 Dia-YS50 电机 Dia-YS50 电机及其反电动势波形如图 1-4 所示该电机额定值为 220V ( 有效值 ), 2 对极, 4000 RPM 专业手持工具电机图 1-4 中第二个电机即为专业手持工具电机应用及其反电动势波形该电机额定值是 120V ( 有效值 ), 两对极, 17,000 RPM 在 dspicdem MCHV 开发板上采用 FOC 算法成功通过测试的每一种电机皆为反电动势为正弦波的永磁同步电机 DS70638A_CN 第 3 页

4 图 1-4: DIA-YS50 和手持工具电机反电动势波形 Dia-YS50 电机反电动势波形手持工具电机反电动势波形 DS70638A_CN 第 4 页

因此, 它们不能运行至额定转速或无法在闭环控制时稳定运行图 1-5: 电机梯形波反电动势波形图

5 AN1078 调整指南 1.4 不适合用 FOC 算法运行的电机本节介绍的是无法在 FOC 算法下运行的电机图 1-5 所示为波形是梯形波的电机反电动势是梯形波的无刷直流电机 (Brushless Direct Current, BLDC) 无法在 FOC 算法下运行这些电机的反电动势波形不是正弦波, 因此, 它们不能运行至额定转速或无法在闭环控制时稳定运行图 1-5: 电机梯形波反电动势波形图 1-6 所示为非正弦波电机反电动势波形反电动势波形不是正弦波的无刷直流电机无法在 FOC 算法下运行图 1-6: 电机非正弦波反电动势波形 DS70638A_CN 第 5 页

dspicdem MCHV 开发板图 1-7 展示了如何在 dspicdem MCLV 和 MCHV 开发板中接入电流检测电阻以及其在 FOC 算法中使用的值关于 dspicdem MCLV 和 MCHV 开发板原理图的信息, 可参见 dspicdem

6 1.5 硬件参数设置硬件参数 :RSHUNT DIFFAMPGAIN 以及 VDD 都位于 UserParms.h 文件中该文件中的参数根据硬件设计不同而有所变化例 1-1 展示了 dspicdem MCLV 和 MCHV 开发板的硬件参数设置例 1-1: 硬件参数设置 dspicdem MCLV 开发板电流检测电阻差分放大器增益 VDD ( 伏特 ) dspicdem MCHV 开发板图 1-7 展示了如何在 dspicdem MCLV 和 MCHV 开发板中接入电流检测电阻以及其在 FOC 算法中使用的值关于 dspicdem MCLV 和 MCHV 开发板原理图的信息, 可参见 dspicdem MCLV Development Board User s Guide (DS70331) 和 dspicdem MCHV Development System User s Guide (DS70605) 图 1-7: 电流检测电阻连接 dspicdem MCLV 开发板 #define RSHUNT dspicdem MCHV 开发板 #define RSHUNT 0.01 DS70638A_CN 第 6 页

7 AN1078 调整指南运算放大器用来放大电流检测信号用户应根据硬件设定放大器增益值, 为 UserParms.h 文件中的 DIFFAMPGAIN 参数输入正确的值, 如图 1-8 所示图 1-8: 差分放大器增益的计算 #define DIFFAMPGAIN 75 dspicdem MCLV 开发板增益 = R20/(R22 + R23) #define DIFFAMPGAIN 10 dspicdem MCHV 开发板增益 = R39/(R40 + R41) DS70638A_CN 第 7 页

8 1.6 启动参数的设置针对不同电机, 启动参数值有所不同, 其具体取值依赖于电机惯量摩擦系数和负载转矩用户必须微调这些值, 使电机运行符合要求启动参数的设置如例 1-2 所示例 1-2: 启动参数设置锁定时间 ( 秒 ) 开环斜坡上升时间 ( 秒 ) 起始转矩给定 ( 安培 ) DS70638A_CN 第 8 页

9 AN1078 调整指南示波器所捕获的启动参数如图 1-9 至图 1-11 图 1-9: 锁定时间 (0.25 秒 ) #define LOCKTIMEINSEC 0.25 电机在该处开始运行 0.25 秒锁定时间应足以让电机完成锁定并达到稳定转速在锁定时间结束时转子不应出现振荡 ; 如果转子振荡, 就应增加锁定时间图 1-10: 开环时间 (5.0 秒 ) #define OPENLOOPTIMEINSEC 秒开环时间应足够长, 使得转子能够跟随定子换相直至达到开环最终转速 (MINSPEEDINRPM) 如果没有达到, 应增加开环时间 DS70638A_CN 第 9 页

10 为了让转子与旋转的定子磁通同步, 可以把斜坡时间设置为一个更大值当电机带负载运行时, 需要对斜坡时间进行调整当电机转速斜坡上升到超过某个特定值时, 若将初始转矩的给定值设置得低于要求值将会导致电机停转在这种情况下, 应当增加转矩的给定值如果设置的转矩给定值高于要求值, 将会导致电机的步进旋转在这种情况下, 就应减小转矩的给定值将转矩给定值设置得很高可能会损坏电路板图 1-11 所示初始转矩给定值设置为 1A 图 1-11: 初始转矩给定值为 1A #define INITIALTORQUE 1.0 每 1.0A 100 mv 当电机开始运行时, 初始转矩给定值应当足够大以带动负载应确保硬件可支持所要求的转矩设置启动时初始转矩给定值设置为 1.0, 之后每次试启动都将这个值加倍直到斜升时间结束时转子和定子磁场转速达到同步 DS70638A_CN 第 10 页

11 AN1078 调整指南 1.7 电机参数的设置电机参数 :POLEPAIRS PHASERES PHASEIND NOMINALSPEEDINRPM 和 MINSPEEDINRPM 都位于 UserParms.h 文件中电机参数依赖于电机的规范, 当测试不同的电机时, 应当更新电机参数值电机参数的设置如例 1-3 所示例 1-3: 电机参数设置极对数相电阻相电感标称转速 (RPM) 最低期望转速 (RPM) 采用弱磁运行的最高期望转速 (RPM) 电机的极对数可从电机规范表中获取也可通过以恒定的转速驱动电机 ( 例如使用另一台电机拖动 ) 并测量反电动势的频率获得使用测量得到的频率值, 经过公式 1-1 的计算即可得出极对数公式 1-1: PolePair = 60 Frequency in Hertz Speed in RPM 机械转速和极数的关系如图 1-12 所示图 1-12: 机械转速和极数的关系机械转速 1 转 #define POLEPAIRS 5 DS70638A_CN 第 11 页

12 电机的相电阻和相电感的测量方法如下 : 相电阻用万用表测量永磁同步电机两相绕组间的直流电阻值将测得的电阻值代入下列公式 : PHASERES = 电阻测量值 /2 相电感使用 LCR 表测量永磁同步电机 1kHz 时两相绕组间的电感将所测得的电感值代入下面的公式 : PHASEIND = 电感测量值 /2 这些值也可以在制造商的电机规范中找到测量点如图 1-13 所示图 1-13: 通过线 - 线值测量相值 #define PHASERES ((float)2.67) #define PHASEIND ((float) ) A Hurst 电机参数值 R S L S L S L S R S B R S C 电机的额定转速可从电机规范表中获得图 1-14 所示为电机运行在标称转速 3000 RPM 时的波形 DS70638A_CN 第 12 页

13 AN1078 调整指南图 1-14: 电机以 3000 RPM 运行 #define NOMINALSPEEDINRPM Hz = 50 转每秒 =3000RPM MINSPEEDINRPM 是电机采用 FOC 算法运行能符合要求的最低转速该参数可能会根据电机种类和负载转矩的不同而有所变化图 1-15 所示为电机运行在最低转速 500 RPM 时的波形最初, 可将该值设置为电机额定转速的 10% 到 15% 之间, 之后微调这个值 DS70638A_CN 第 13 页

14 图 1-15: 电机以 500 RPM 运行 #define MINSPEEDINRPM Hz = 8.4 转每秒 = 504 RPM FIELDWEAKSPEED 是电机的最大期望转速, 该速度下电机应运行在弱磁模式如果不要求电机弱磁运行, 设置 FIELDWEAKSPEED 的值与 NOMINALSPEEDINRPM 相同图 1-16 所示为弱磁模式下电机转速为 5500 RPM 时的波形图 1-16: 弱磁模式下电机运行在 5500 RPM #define FIELDWEAKSPEEDRPM Hz = 5490 RPM DS70638A_CN 第 14 页

15 AN1078 调整指南 1.8 PMSM FOC 调整步骤 ( 开环 ) 第一步是禁止从开环过渡到闭环模式, 这样用户可以通过使用示波器或数据监视控制界面 (DMCI) 观测电机电流波形通过注释例 1-4 中高亮显示的行, 电机将保持开环运行状态, 并允许用户对斜坡参数进行分析例 1-4: 电机开环运行设置 DS70638A_CN 第 15 页

1.8.1 开环启动 dspicdem MCLV 开发板 1. 按图 1-17 所示把电机各相与 dspicdem MCLV 开发板连接图 1-17: dspicdem MCLV 开发板和电机的连接 S2 按钮电机连接器 2. 使用 AN1078 对应的代码对 dspic DSC 进行编程 3. 按下 S2 按钮使电机开环运行 1.8.2 开环启动 dspicdem MCHV 开发板 1.

16 1.8.1 开环启动 dspicdem MCLV 开发板 1. 按图 1-17 所示把电机各相与 dspicdem MCLV 开发板连接图 1-17: dspicdem MCLV 开发板和电机的连接 S2 按钮电机连接器 2. 使用 AN1078 对应的代码对 dspic DSC 进行编程 3. 按下 S2 按钮使电机开环运行开环启动 dspicdem MCHV 开发板 1. 将电机各相与 dspicdem MCHV 开发板连接 2. 使用 AN1078 对应的代码对 dspic DSC 进行编程 3. 按下 PUSHBUTTON 按钮使电机开环运行, 如图 1-18 所示图 1-18: dspicdem MCHV 开发板电机应处于开环状态并保持固定的电流幅值如果开环启动时电流振荡 ( 见图 1-19), 调整 ID 和 IQ 控制器的 PI 系数来消除振荡减小比例增益 (Kp) 并确保积分增益 (Ki) 比 Kp 小 5 到 10 倍图 1-19 显示了电流振荡和相应的 PI 系数值 DS70638A_CN 第 16 页

17 AN1078 调整指南图 1-19: 电流波形的振荡在开环斜坡上升过程中如果电机停止运行, 用户应该增加斜坡上升时间一旦电机可以运行到斜坡时间结束时, 应略微增加初始转矩电流并减小斜坡时间直到电机运行符合启动要求如果转子在电机通电时发生振荡并引起电机反转, 则需增加锁定时间图 1-20 所示为电机开环运行时的电流波形锁定时间斜坡时间和转矩给定值在电流波形中都有所显示图 1-20: 完成调整的开环电机电流波形配置启动转矩电流配置斜坡时间配置锁定时间使能数据监视和控制界面 (DMCI)/ 实时数据监视 (RTDM) 变量启用 Ialpha 估计的 Ialpha Ibeta 和估计的 Ibeta 以确保滑模控制器 (SMC) 能够跟踪测量电流例 1-5 给出了实现用 RTDM/DMCI 查看变量的代码设置 DS70638A_CN 第 17 页

18 例 1-5: 为用 RTDM 查看变量进行的代码设置在这里输入变量名运行电机并通过 DMCI 捕获数据电流的估计值必须跟踪测量值, 电流估计值的纹波应该在测量电流峰峰 - 值的 10% 到 30% 之间实际电流 ( 红线和绿线 ) 和估计电流 ( 蓝线和黄线 ) 的波形如图 1-21 所示估计电流的纹波值应该在测得电流的 10% 到 30% 之间否则, 调整 D 轴和 Q 轴的 PI 增益图 1-21: I 实际和估计的电流波形 I* I I* 启用 Ialpha Ealpha EalphaFinal 和 Theta 来检查位置估计结果例 1-6 显示了如何使用 RTDM 工具来设置代码以实现不同变量的查看 DS70638A_CN 第 18 页

AN1078 调整指南例 1-6: 设置代码来实现用 RTDM 进行变量查看图 1-22 显示了四个不同波形间的关系相位差异是由于每个信号正交特性或滤波器的相位延迟所造成不同的波形如下所示 : 绿色和红色分别是 Ealpha 和 Ebeta 波形, 它们相位相差 90 o 蓝色波形是 EalphaFinal EalphaFinal 和 EbetaFinal ( 图中没有画出 ) 相位相差

19 AN1078 调整指南例 1-6: 设置代码来实现用 RTDM 进行变量查看图 1-22 显示了四个不同波形间的关系相位差异是由于每个信号正交特性或滤波器的相位延迟所造成不同的波形如下所示 : 绿色和红色分别是 Ealpha 和 Ebeta 波形, 它们相位相差 90 o 蓝色波形是 EalphaFinal EalphaFinal 和 EbetaFinal ( 图中没有画出 ) 相位相差 90 o Ealpha 和 EalphaFinal 相位相差 45 o 黄色波形是估计的 Theta 波形图 1-22: 不同波形的关系 E E E 最终值估计的 Theta 确保最终反电动势没有噪声和直流偏移 Theta 估计值是利用 CORDIC 函数由 EalphaFinal 和 EbetaFinal 计算所得 EalphaFinal 和 EbetaFinal 的波形应具有较小的噪声, 这样才能估计出较为理想的 Theta 波形接下来, 应对 SMC 参数进行修改所有的控制器参数都在 UserParms.h 文件中例 1-7 所示为 SMC 的增益和线性区域的设置 DS70638A_CN 第 19 页

20 例 1-7: 滑模控制器的设置滑模控制器增益线性 SMC 窗口图 1-23 所示的 SMC 框图分别将增益和线性区域设置为 0.85 和 0.01 图 1-23: 滑模控制器框图硬件 V s PMSM I S Z + K - (I S - I* S ) -M -K M (I S - I* S ) I* S -----i d dt s = R L --i 1 s + -- L v s e s z 其中 : K=#define SMCGAIN 0.85 M=#define MAXLINEARSMC 0.01 * = 估计变量 Z = K, if (I s - I* s ) > M -K, if (I s - I* s ) < -M (I s - I* s ) * K/M, if -M < (I s - I* s ) < M 图 1-24 所示为估计电流波形与实际电流波形的对比图 1-24: 估计电流与实际电流 #define SMCGAIN 0.85 I* I DS70638A_CN 第 20 页

AN1078 调整指南电流的估计值必须跟踪测量值, 应对估计电流纹波值进行调整使其位于测量电流峰 - 峰值的 10% 到 30% 之间将 MAXLINEARSMC 的值设为 0.

000 #define MAXLINEARSMC 0.010 图 1-26 所示为滤波造成的相位延迟不同波形的描述如下 : smc1.zalpha 是实际信号 smc1.ealpha 信号是由 smc1.

21 AN1078 调整指南电流的估计值必须跟踪测量值, 应对估计电流纹波值进行调整使其位于测量电流峰 - 峰值的 10% 到 30% 之间将 MAXLINEARSMC 的值设为可以更平稳地追踪相同峰 - 峰值的估计纹波图 1-25 所示为不同 MAXLINEARSMC 值时的估计电流波形最佳的 MAXLINEARSMC 值将会显著减小估计电流的纹波峰值图 1-25: 滑模估计器输出 #define MAXLINEARSMC #define MAXLINEARSMC 图 1-26 所示为滤波造成的相位延迟不同波形的描述如下 : smc1.zalpha 是实际信号 smc1.ealpha 信号是由 smc1.zalpha 经截止频率等于输入频率的单极点数字低通滤波器滤波获得因此, 两个信号间有 45 o 相位差 smc1.ealphafinal 信号是由 smc1.ealpha 经截止频率等于输入频率的单极点数字低通滤波器滤波获得因此, 两个信号间具有 45 o 相位差最后, 信号 smc1.zalpha 和 smc1.ealphafinal 之间总共具有 90 o 相位差图 1-26: 滤波引起的相位延迟滤波延迟 =90 o smc1.zalpha smc1.ealpha smc1.ealphafinal DS70638A_CN 第 21 页

1.9 PMSM FOC 调整步骤 ( 闭环模式 ) 通过取消例 1-8 中高亮语句的注释, 可以启动电机闭环控制开环转速斜坡上升后, 电机将使用估计的 Theta 实现闭环模式运行例 1-8: 启用闭环模式 1.9.1 闭环启动 dspicdem MCLV 开发板 1. 逆时针 (CCW) 旋转电位器 (POT1) 来设置最小转速 2.

22 1.9 PMSM FOC 调整步骤 ( 闭环模式 ) 通过取消例 1-8 中高亮语句的注释, 可以启动电机闭环控制开环转速斜坡上升后, 电机将使用估计的 Theta 实现闭环模式运行例 1-8: 启用闭环模式闭环启动 dspicdem MCLV 开发板 1. 逆时针 (CCW) 旋转电位器 (POT1) 来设置最小转速 2. 使用更新后的软件程序对 dspic DSC 编程 3. 按下 S2 按钮使电机开环运行, 如图 1-27 所示电机转速经斜坡上升后, 电机将在 FOC 算法控制下自动进入闭环模式图 1-27: dspicdem MCLV 开发板 S2 按钮 POT1, CCW 位置电位器用作转速的参考输入, S2 按钮控制电机的运行 / 停止 DS70638A_CN 第 22 页

23 AN1078 调整指南闭环启动 dspicdem MCHV 开发板 1. 逆时针 (CCW) 旋转电位器 (POT) 来设置最小转速 2. 用更新后的软件程序对 dspic DSC 编程 3. 按下 PUSHBUTTON 按钮使电机开环运行斜坡上升后, 电机将在 FOC 算法控制下自动进入闭环模式图 1-28 中所示的电位器用作转速参考输入, 按钮开关控制电机的运行 / 停止图 1-28: dspicdem MCHV 开发板 DS70638A_CN 第 23 页

24 图 1-29 说明了闭环运行电机应遵循的步骤第一步, 按下 S2 按钮, 电机自锁第二步, 开始电机转速斜坡上升且频率线性增长第三步, 斜坡上升结束且电机开始闭环运行在斜升过程中, 计算估计的 Theta 值并在过渡到闭环模式的过程中使用该值图 1-29: 闭环模式运行电机开环 500 RPM,1.0 A 闭环 500 RPM, 电流取决于负载 1. 按下 S2 按钮, 电机将在特定位置被通电, 其持续时间由 Lock Time 指定 2. 在 Lock Time 结束时, 电机转速将以斜坡方式从 0RPM 上升到最小转速该时间由 OpenLoop 时间指定 3. 在斜坡上升结束时, 将根据估计的 Theta 进行换相控制闭环模式下调整 ID 和 IQ 的 PI 增益通过顺时针 (CW) 旋转电位器 (POT) 增加转速参考值来验证电流的稳定性电流应稳定, 如果需要, 调整 ID 和 IQ 轴的 PI 增益和 SMC 估计器的增益电机转速从 500 到 3000 RPM 的反电动势波形如图 1-30 所示图 1-30: 电机转速从 500 上升到 3000 RPM 的反电动势波形 500 RPM 3000 RPM DS70638A_CN 第 24 页

25 AN1078 调整指南调整瞬态响应图 1-31 显示如何用 dspicdem MCLV 开发板检测电机的瞬态响应和 FOC 算法按下 S3 按钮, 电机给定转速加倍, 通过示波器可以观察 FOC 算法下的响应对于 dspicdem MCHV 开发板, 不可进行该步操作, 因为它没有给定转速加倍开关图 1-31: 电机的瞬态响应由于弱磁运行, 电流增加 3000 RPM 5500 RPM 软件电流增益调整如例 1-9 所示, 根据硬件设计调整软件电流增益根据硬件设计修改 UserParms.h 文件中的 ADC 量程变换参数 (DQKA 和 DQKB) 如果 ADC 结果是小数, 可通过修改量程变换参数和硬件设置来实现 ADC 的满量程读数, 其分辨率为最大输入电流的 ±0.5% 之内例 1-9: 电流信号的软件增益转矩模式下的调整如果电机的开环性能良好, 但在闭环运行时不能自锁, 可尝试在转矩模式下运行电机如例 1-10 所示, 为了让电机在转矩模式下运行, 取消 UserParms.h 文件中对 TORQUEMODE 的定义的注释转矩模式省略了速度 PI 环, 将电位器的输入作为转矩设置转矩模式的微调是指在闭环模式下对 ID 和 IQ 的 PI 增益进行调整以获得平滑的电流控制一旦微调完成, 就通过注释 TORQUEMODE 定义使电机在 Speed 模式下运行 DS70638A_CN 第 25 页

26 例 1-10: 转矩模式下运行电机的代码设置电机电阻和电感参数的换算对于某些电机, 只有根据硬件的最大电流检测能力 (Imax/Vrated) 选择电机相电阻和相电感, 才能实现闭环运行 dspicdem MCLV 和 MCHV 开发板的 Imax 值分别为 4.4A 和 16.5A 电机的额定电压可查询电机的规范表如果电机闭环运行时仍不能自锁, 将相电阻和相电感的电压电流值换算至最大 MCLV 和 MCHV 开发板的最大电流计算公式分别如公式 1-2 和公式 1-3 所示公式 1-2: dspicdem MCLV 开发板 Rshunt = 0.005, VDD = 3.3V, 增益 = 75 最大电流 = (3.3/2)/(0.005 * 75) = 4.4A 公式 1-3: dspicdem MCHV 开发板 Rshunt = 0.01, VDD = 3.3V, 增益 = 10 最大电流 = (3.3/2)/(0.01 * 10) = 16.5A 对 dspicdem MCLV 开发板和 24V 电机的相电阻和相电感的换算如例 1-11 所示对于 dspicdem MCHV 开发板, 用 16.5A 替代最大电流, 而电压则应根据具体应用进行设置使用 RMS 值作为电机的交流额定值例 1-11: 电阻和电感的换算一些电机由于其特殊的设计, 无论是否按照上文所提到的步骤调整, 闭环控制时均无法实现自锁运行这类电机时, 减小相电阻和相电感的值, 使之小于 UserParms.h 文件中的测量值, 并通过使用 DMCI/RTDM 来查看 PMSM.c 文件中 Theta_error 值是否也相应减小 Theta_error 的值应持续减小直到能够使电机闭环运行例 1-12 所示为 PMSM.c 文件中的 Theta_error DS70638A_CN 第 26 页

27 AN1078 调整指南例 1-12: PMSM.C 文件中的 Theta_Error UserParms.h PMSM.c 小电感电机的调整当控制一个电感小于 100 H 的小型电机时, 提高 PWM 的开关频率是有利的这将使控制更平滑, 同时可以降低噪音对于低电感电机,PWM 开关时电流波形会出现尖峰, 导致 ADC 不能有效测量电流例 1-13 所示为在 Userparms.h 文件中设置 PWM 频率例 1-13: 在文件 UserParms.h 中设置 PWM 频率位于 UserParms.h 文件中的弱磁表如例 1-14 所示, 其取值需要根据不同电机更改 DS70638A_CN 第 27 页

28 1.9.9 弱磁调整例 1-14: 弱磁参数表 dspicdem MCLV 开发板的最大电流参考值是 4.4A, 对于 dspicdem MCHV 开发板该值是 16.5A 表中的第一个值始终是零, 这意味着在该转速下 ( 对永磁同步电机而言 ) 没有进行弱磁通过实验尝试输入一个合适的负电流值, 以符合 FW 速度的要求警告通常, 电机制造商给出的最大转速是在电机没有损坏的情况下可达到的 ( 可能比额定电流下的制动点转速还要高 ) 否则, 电机可能运行在更高的转速, 但只能是短期的 ( 间歇的 ), 并可能导致电机去磁机械损坏或与之相连设备的机械损坏的风险弱磁模式下, 电机运行速度高于标称转速, 如果出现角度计算错误导致控制器失效, 那么可能导致变频器损坏原因是反电动势 (BEMF) 的值将远大于标称转速下的值, 从而超过直流母线电压值, 而变频器的功率半导体器件和直流母线电容将不得不承受这个值由于达到最佳状态之前, 调整意味着对迭代系数的校正, 因此应对变频器的相应保护电路进行调整使之能承受更高电压以防止高速旋转时出现停转 DS70638A_CN 第 28 页

29 AN1078 调整指南 1.10 总结本文提供的调整技术可使 FOC 算法适用于任何永磁同步电机该算法在 AN1078 PMSM 电机的无传感器磁场定向控制 (DS01078A_CN) 中有所介绍许多不同电机的调整是在上述技术基础上发展实现的, 因此 AN1078 中的 FOC 算法和本文调整技术的有效结合, 可满足绝大部分 PMSM 的控制需求文中所讨论的调整技术将有助于减少新项目开发中所花费的时间和精力 DS70638A_CN 第 29 页

30 注 : DS70638A_CN 第 30 页

31 请注意以下有关 Microchip 器件代码保护功能的要点 : Microchip 的产品均达到 Microchip 数据手册中所述的技术指标 Microchip 确信 : 在正常使用的情况下, Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中最安全的产品之一目前, 仍存在着恶意甚至是非法破坏代码保护功能的行为就我们所知, 所有这些行为都不是以 Microchip 数据手册中规定的操作规范来使用 Microchip 产品的这样做的人极可能侵犯了知识产权 Microchip 愿与那些注重代码完整性的客户合作 Microchip 或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性代码保护并不意味着我们保证产品是牢不可破的代码保护功能处于持续发展中 Microchip 承诺将不断改进产品的代码保护功能任何试图破坏 Microchip 代码保护功能的行为均可视为违反了数字器件千年版权法案 (Digital Millennium Copyright Act) 如果这种行为导致他人在未经授权的情况下, 能访问您的软件或其他受版权保护的成果, 您有权依据该法案提起诉讼, 从而制止这种行为提供本文档的中文版本仅为了便于理解请勿忽视文档中包含的英文部分, 因为其中提供了有关 Microchip 产品性能和使用情况的有用信息 Microchip Technology Inc. 及其分公司和相关公司各级主管与员工及事务代理机构对译文中可能存在的任何差错不承担任何责任建议参考 Microchip Technology Inc. 的英文原版文档本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便利, 它们可能由更新之信息所替代确保应用符合技术规范, 是您自身应负的责任 Microchip 对这些信息不作任何明示或暗示书面或口头法定或其他形式的声明或担保, 包括但不限于针对其使用情况质量性能适销性或特定用途的适用性的声明或担保 Microchip 对因这些信息及使用这些信息而引起的后果不承担任何责任如果将 Microchip 器件用于生命维持和 / 或生命安全应用, 一切风险由买方自负买方同意在由此引发任何一切伤害索赔诉讼或费用时, 会维护和保障 Microchip 免于承担法律责任, 并加以赔偿在 Microchip 知识产权保护下, 不得暗中或以其他方式转让任何许可证商标 Microchip 的名称和徽标组合 Microchip 徽标 dspic KEELOQ KEELOQ 徽标 MPLAB PIC PICmicro PICSTART PIC 32 徽标 rfpic 和 UNI/O 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的注册商标 FilterLab Hampshire HI-TECH C Linear Active Thermistor MXDEV MXLAB SEEVAL 和 The Embedded Control Solutions Company 均为 Microchip Technology Inc. 在美国的注册商标 Analog-for-the-Digital Age Application Maestro CodeGuard dspicdem dspicdem.net dspicworks dsspeak ECAN ECONOMONITOR FanSense HI-TIDE In-Circuit Serial Programming ICSP Mindi MiWi MPASM MPLAB Certified 徽标 MPLIB MPLINK mtouch Omniscient Code Generation PICC PICC-18 PICDEM PICDEM.net PICkit PICtail REAL ICE rflab Select Mode Total Endurance TSHARC UniWinDriver WiperLock 和 ZENA 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国家或地区的商标 SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在美国的服务标记在此提及的所有其他商标均为各持有公司所有 2010, Microchip Technology Inc. 版权所有 ISBN: Microchip 位于美国亚利桑那州 Chandler 和 Tempe 与位于俄勒冈州 Gresham 的全球总部设计和晶圆生产厂及位于美国加利福尼亚州和印度的设计中心均通过了 ISO/TS-16949:2002 认证公司在 PIC MCU 与 dspic DSC KEELOQ 跳码器件串行 EEPROM 单片机外设非易失性存储器和模拟产品方面的质量体系流程均符合 ISO/TS :2002 此外, Microchip 在开发系统的设计和生产方面的质量体系也已通过了 ISO 9001:2000 认证 DS70638A_CN 第 31 页

32 全球销售及服务网点美洲亚太地区亚太地区欧洲公司总部 Corporate Office 2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ Tel: Fax: 技术支持 : 网址 : 亚特兰大 Atlanta Duluth, GA Tel: Fax: 波士顿 Boston Westborough, MA Tel: Fax: 芝加哥 Chicago Itasca, IL Tel: Fax: 克里夫兰 Cleveland Independence, OH Tel: Fax: 达拉斯 Dallas Addison, TX Tel: Fax: 底特律 Detroit Farmington Hills, MI Tel: Fax: 科科莫 Kokomo Kokomo, IN Tel: Fax: 洛杉矶 Los Angeles Mission Viejo, CA Tel: Fax: 圣克拉拉 Santa Clara Santa Clara, CA Tel: Fax: 亚太总部 Asia Pacific Office Suites , 37th Floor Tower 6, The Gateway Harbour City, Kowloon Hong Kong Tel: Fax: 中国 - 北京 Tel: Fax: 中国 - 成都 Tel: Fax: 中国 - 重庆 Tel: Fax: 中国 - 香港特别行政区 Tel: Fax: 中国 - 南京 Tel: Fax: 中国 - 青岛 Tel: Fax: 中国 - 上海 Tel: Fax: 中国 - 沈阳 Tel: Fax: 中国 - 深圳 Tel: Fax: 中国 - 武汉 Tel: Fax: 中国 - 西安 Tel: Fax: 中国 - 厦门 Tel: Fax: 台湾地区 - 新竹 Tel: Fax: 澳大利亚 Australia - Sydney Tel: Fax: 印度 India - Bangalore Tel: Fax: 印度 India - New Delhi Tel: Fax: 印度 India - Pune Tel: Fax: 日本 Japan - Yokohama Tel: Fax: 韩国 Korea - Daegu Tel: Fax: 韩国 Korea - Seoul Tel: Fax: 或马来西亚 Malaysia - Kuala Lumpur Tel: Fax: 马来西亚 Malaysia - Penang Tel: Fax: 菲律宾 Philippines - Manila Tel: Fax: 新加坡 Singapore Tel: Fax: 泰国 Thailand - Bangkok Tel: Fax: 奥地利 Austria - Wels Tel: Fax: 丹麦 Denmark-Copenhagen Tel: Fax: 法国 France - Paris Tel: Fax: 德国 Germany - Munich Tel: Fax: 意大利 Italy - Milan Tel: Fax: 荷兰 Netherlands - Drunen Tel: Fax: 西班牙 Spain - Madrid Tel: Fax: 英国 UK - Wokingham Tel: Fax: 加拿大多伦多 Toronto Mississauga, Ontario, Canada Tel: Fax: 中国 - 珠海 Tel: Fax: 台湾地区 - 高雄 Tel: Fax: 台湾地区 - 台北 Tel: Fax: /15/10 DS70638A_CN 第 32 页

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untitled C 8051 MCU SPI EEPROM Alexandru Valeanu Microchip Technology Inc. Microchip Technology 25XXX EEPROM SPI 25XXX EEPROM SO 25XXX EEPROM 3MHz 20 MHz SPI HOLD 25XXX EEPROM EEPROM MCU HOLD 25XXX EEPROM SPI EEPROM