3. 控制程序描述

介紹本應(yīng)用筆記的目標(biāo)軟件。

3.1 控制的內(nèi)容

3.1.1 電機(jī)啟動(dòng)/停止

電機(jī)的啟動(dòng)和停止通過(guò)來(lái)自“Renesas Motor Workbench”或SW1的輸入控制。

為SW1指定一個(gè)通用端口，并根據(jù)其電平控制電機(jī)運(yùn)行。

“高”電平 à 電機(jī)啟動(dòng)

“低”電平 à 電機(jī)停止

3.1.2 A/D轉(zhuǎn)換器

1

電機(jī)轉(zhuǎn)速參考值

電機(jī)的轉(zhuǎn)速命令值通過(guò)來(lái)自“Renesas Motor Workbench”的輸入或VR1的輸出值（模擬值）來(lái)確定。來(lái)自VR1的轉(zhuǎn)速命令值的測(cè)量如下表所示。

表3-1 轉(zhuǎn)速參考值的轉(zhuǎn)換比

2

逆變器總線電壓

逆變器總線電壓的測(cè)量如下表所示。此電壓用于計(jì)算調(diào)制比以及過(guò)電壓和欠電壓檢測(cè)（出現(xiàn)異常時(shí)PWM停止）。

表3-2 逆變器總線電壓轉(zhuǎn)換比

3

單電阻時(shí)的相電流

相電流的測(cè)量如表3-3所示，用于矢量控制。

表3-3 相電流轉(zhuǎn)換比

注：

有關(guān)A/D轉(zhuǎn)換特性的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)“RA6T2系列用戶(hù)手冊(cè)：硬件”。

3.1.3 調(diào)制

本應(yīng)用筆記的目標(biāo)軟件采用脈寬調(diào)制（下文中稱(chēng)為 PWM）來(lái)生成電機(jī)的輸入電壓。PWM波形通過(guò)三角波比較方法來(lái)生成。

1

三角波比較方法

三角波比較方法用于輸出電壓命令值。通過(guò)該方法，輸出電壓的脈寬可通過(guò)比較載波波形（三角波）與電壓命令值波形來(lái)確定。當(dāng)電壓命令值大于或小于載波波形時(shí)，可通過(guò)相應(yīng)接通或關(guān)斷開(kāi)關(guān)的方法來(lái)輸出近似正弦波的電壓命令值。

圖3-1 三角波比較方法概念圖

如圖3-2所示，輸出電壓脈沖時(shí)間與一個(gè)載波周期之比稱(chēng)為占空比。

圖3-2 占空比定義

調(diào)制系數(shù)“m”定義如下。

所請(qǐng)求的控制可通過(guò)將此調(diào)制系數(shù)設(shè)置為確定PWM占空比的寄存器值來(lái)執(zhí)行。

3.1.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)換

圖3-3是無(wú)傳感器矢量控制軟件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。在本應(yīng)用筆記的目標(biāo)軟件中，軟件狀態(tài)受“系統(tǒng)模式”控制。電機(jī)1和2的控制方法相同。

圖3-3 無(wú)傳感器矢量控制軟件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

1

系統(tǒng)模式

“系統(tǒng)模式”指示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。每當(dāng)有事件發(fā)生時(shí)，狀態(tài)都會(huì)轉(zhuǎn)換。“系統(tǒng)模式”具有3個(gè)狀態(tài)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)停止（非活動(dòng)）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)（活動(dòng)）和異常狀況（錯(cuò)誤）。

2

事件

在每種“系統(tǒng)模式”下有“事件”發(fā)生時(shí)，“系統(tǒng)模式”都會(huì)根據(jù)具體“事件”發(fā)生變化，如上圖3-3所示。各個(gè)事件的發(fā)生原因如下所示。

表3-4 事件列表

3.1.5 啟動(dòng)方法

圖3-4顯示了無(wú)傳感器矢量控制軟件的啟動(dòng)控制。每種模式均通過(guò)管理d軸電流、q軸電流和速度的各個(gè)參考值的標(biāo)記來(lái)控制。

圖3-4無(wú)傳感器矢量控制軟件的啟動(dòng)控制

3.1.6 系統(tǒng)保護(hù)功能

本控制軟件具有以下錯(cuò)誤狀態(tài)，發(fā)生相應(yīng)錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行緊急停止功能。表3-5列出了系統(tǒng)保護(hù)功能的各個(gè)軟件閾值。

3

過(guò)電流錯(cuò)誤

有兩種過(guò)電流保護(hù)。

硬件OCP：檢測(cè)到來(lái)自硬件的緊急停止信號(hào)時(shí)，PWM 輸出端口被自動(dòng)設(shè)置為高阻抗輸出（無(wú)軟件干預(yù)）。

軟件OCP：在過(guò)電流監(jiān)控周期內(nèi)對(duì) U、V和W相電流進(jìn)行監(jiān)控。檢測(cè)到過(guò)電流時(shí)，CPU執(zhí)行緊急停止。

3

過(guò)電壓錯(cuò)誤

在過(guò)電壓監(jiān)控周期內(nèi)對(duì)逆變器總線電壓進(jìn)行監(jiān)控。檢測(cè)到過(guò)電壓（電壓超出過(guò)電壓限值）時(shí)，CPU執(zhí)行緊急停止。這里的過(guò)電壓限值在設(shè)置時(shí)會(huì)將檢測(cè)電路電阻值的誤差考慮在內(nèi)。出現(xiàn)此誤差時(shí)，CPU在出錯(cuò)的電機(jī)一端執(zhí)行緊急停止。

3

欠電壓錯(cuò)誤

在欠電壓監(jiān)控周期內(nèi)對(duì)逆變器總線電壓進(jìn)行監(jiān)控。檢測(cè)到欠電壓（電壓低于限值）時(shí)，CPU執(zhí)行緊急停止。這里的欠電壓限值在設(shè)置時(shí)會(huì)將檢測(cè)電路電阻值的誤差考慮在內(nèi)。出現(xiàn)此誤差時(shí)，CPU在出錯(cuò)的電機(jī)一端執(zhí)行緊急停止。

3

超速錯(cuò)誤

在轉(zhuǎn)速監(jiān)控周期內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)速度超出限值時(shí)，CPU執(zhí)行緊急停止。出現(xiàn)此誤差時(shí)，CPU在出錯(cuò)的電機(jī)一端執(zhí)行緊急停止。

表3-5 系統(tǒng)保護(hù)功能的設(shè)置值

未完待續(xù)_