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RA6T2無傳感器矢量控制應(yīng)用筆記 [3] 控制程序描述 (1)

瑞薩嵌入式小百科 ? 來源:未知 ? 2023-05-22 17:45 ? 次閱讀
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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/停止

電機(jī)的啟動和停止通過來自“Renesas Motor Workbench”或SW1的輸入控制。

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

“高”電平 à 電機(jī)啟動

“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)速命令值通過來自“Renesas Motor Workbench”的輸入或VR1的輸出值(模擬值)來確定。來自VR1的轉(zhuǎn)速命令值的測量如下表所示。

表3-1 轉(zhuǎn)速參考值的轉(zhuǎn)換比

31c48634-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

2

逆變器總線電壓

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

表3-2 逆變器總線電壓轉(zhuǎn)換比

31ce82b0-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

3

單電阻時的相電流

相電流的測量如表3-3所示,用于矢量控制。

表3-3 相電流轉(zhuǎn)換比

31d72f14-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

注:

有關(guān)A/D轉(zhuǎn)換特性的更多詳細(xì)信息,請參見“RA6T2系列用戶手冊: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(下文中稱為 PWM)來生成電機(jī)的輸入電壓。PWM波形通過三角波比較方法來生成。

1

三角波比較方法

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

31defe92-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

圖3-1 三角波比較方法概念圖

如圖3-2所示,輸出電壓脈沖時間與一個載波周期之比稱為占空比。

31e7c914-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

圖3-2 占空比定義

調(diào)制系數(shù)“m”定義如下。

31f1de22-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

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

3.1.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)換

圖3-3是無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。

31f79c18-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

圖3-3 無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,狀態(tài)都會轉(zhuǎn)換。“系統(tǒng)模式”具有3個狀態(tài):電機(jī)驅(qū)動停止(非活動)、電機(jī)驅(qū)動(活動)和異常狀況(錯誤)。

2

事件

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

表3-4 事件列表

32008b20-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

3.1.5 啟動方法

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

320742da-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

圖3-4無傳感器矢量控制軟件的啟動控制

3.1.6 系統(tǒng)保護(hù)功能

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

3

過電流錯誤

有兩種過電流保護(hù)。

硬件OCP:檢測到來自硬件的緊急停止信號時,PWM 輸出端口被自動設(shè)置為高阻抗輸出(無軟件干預(yù))。

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

3

過電壓錯誤

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

3

欠電壓錯誤

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

3

超速錯誤

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

320e45b2-f885-11ed-90ce-dac502259ad0.png

未完待續(xù)_


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