ZHCAEF8 September 2024 UCC5880-Q1
要实现高效的牵引逆变器系统,必须进行硬件和软件两方面的优化。除了栅极驱动器,其中一个关键元件是 MCU。除了具有精确的位置、电流和电压检测功能之外,快速控制环路对扭矩信号也有很大的影响。扭矩纹波可能会导致速度振荡、噪声和振动。
此参考设计中使用 20kHz PWM 开关频率来控制 XM3 SiC 电源模块。为了实现更高的控制性能,每 25us 便会调用一次 FOC 和 SVPWM 算法,这意味着 PWM 占空比以 40kHz 的频率更新。由于 TI MCU(例如 F280039C 和 AM263P)有一个可加速三角函数计算的三角函数加速器 (TMU),因此中央处理单元 (CPU) 负载可以保持在较低的百分比。
TI MCU 支持软件旋转变压器数字转换 (RDC)。为了提高 CPU 负载性能,F280039C 可以使用控制律加速器 (CLA) 来执行 RDC 算法。CLA 是独立、完全可编程的 32 位浮点数学处理器,为 C28x 系列实现了并发控制环路执行功能。
在电机控制软件中,为了在最高效率点控制电机,会使用一个查找表来实现 MTPA(每安培最大扭矩)和 MTPV(每电压最大扭矩)。最高效的工作点存储在常量数据中。软件根据扭矩、电气速度和直流总线电压获取适当的直轴 (d) 和交轴 (q) 定子电流命令。MTPA 和 MTPV 如图 2-3 所示。
图 2-3 MTPA 和 MTPV 曲线