ZHCU753A January   2022  – October 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 TMS320F2800137
      2. 2.3.2 TMS320F280025C
      3. 2.3.3 TMS320F280039C
      4. 2.3.4 UCC28740
      5. 2.3.5 UCC27517
      6. 2.3.6 TLV9062
      7. 2.3.7 TLV76733
    4. 2.4 系统设计原理
      1. 2.4.1 交错式 PFC
        1. 2.4.1.1 全桥二极管整流器额定值
        2. 2.4.1.2 电感器额定值
        3. 2.4.1.3 交流电压检测
        4. 2.4.1.4 直流链路电压检测
        5. 2.4.1.5 总线电流检测
        6. 2.4.1.6 直流链路电容器额定值
        7. 2.4.1.7 MOSFET 额定值
        8. 2.4.1.8 二极管额定值
      2. 2.4.2 三相 PMSM 驱动器
        1. 2.4.2.1 PM 同步电机的磁场定向控制
        2. 2.4.2.2 PM 同步电机的无传感器控制
          1. 2.4.2.2.1 具有锁相环的增强型滑模观测器
            1. 2.4.2.2.1.1 IPMSM 的数学模型和 FOC 结构
            2. 2.4.2.2.1.2 IPMSM 的 ESMO 设计
            3. 2.4.2.2.1.3 使用 PLL 的转子位置和转速估算
        3. 2.4.2.3 弱磁 (FW) 和每安培最大扭矩 (MTPA) 控制
        4. 2.4.2.4 具有自动振动补偿功能的压缩机驱动器
        5. 2.4.2.5 具有快速启动功能的风扇驱动器
        6. 2.4.2.6 电机驱动器的硬件必要条件
          1. 2.4.2.6.1 电机电流反馈
            1. 2.4.2.6.1.1 采用三分流器的电流检测
            2. 2.4.2.6.1.2 采用单分流器的电流检测
          2. 2.4.2.6.2 电机电压反馈
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 入门硬件
      1. 3.1.1 硬件板概述
      2. 3.1.2 测试条件：
      3. 3.1.3 电路板检验所需测试设备
      4. 3.1.4 测试设置
    2. 3.2 固件入门
      1. 3.2.1 下载并安装电路板测试所需的软件
      2. 3.2.2 打开 CCS 内的工程
      3. 3.2.3 工程结构
    3. 3.3 测试步骤
      1. 3.3.1 构建级别 1：CPU 和电路板设置
        1. 3.3.1.1 启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.1.2 构建和加载工程
        3. 3.3.1.3 设置调试环境窗口
        4. 3.3.1.4 运行代码
      2. 3.3.2 构建级别 2：带 ADC 反馈的开环检查
        1. 3.3.2.1 启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.2.2 构建和加载工程
        3. 3.3.2.3 设置调试环境窗口
        4. 3.3.2.4 运行代码
      3. 3.3.3 构建级别 3：闭合电流环路检查
        1. 3.3.3.1 启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.3.2 构建和加载工程
        3. 3.3.3.3 设置调试环境窗口
        4. 3.3.3.4 运行代码
      4. 3.3.4 版本级别 4：完全 PFC 和电机驱动控制
        1. 3.3.4.1  启动 CCS 并打开工程
        2. 3.3.4.2  构建和加载工程
        3. 3.3.4.3  设置调试环境窗口
        4. 3.3.4.4  运行代码
        5. 3.3.4.5  运行系统
        6. 3.3.4.6  调整电机驱动 FOC 参数
        7. 3.3.4.7  调整 PFC 参数
        8. 3.3.4.8  调整弱磁和 MTPA 控制参数
        9. 3.3.4.9  调整快速启动控制参数
        10. 3.3.4.10 调整振动补偿参数
        11. 3.3.4.11 调整电流检测参数
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 性能数据和曲线
      2. 3.4.2 函数波形
      3. 3.4.3 瞬态波形
      4. 3.4.4 MCU CPU 负载、存储器和外设使用
        1. 3.4.4.1 完全实现的 CPU 负载
        2. 3.4.4.2 存储器使用
        3. 3.4.4.3 外设使用
    5. 3.5 将固件迁移至新的硬件板
      1. 3.5.1 配置 PWM、CMPSS 和 ADC 模块
      2. 3.5.2 设置硬件板参数
      3. 3.5.3 配置故障保护参数
      4. 3.5.4 设置电机电气参数
      5. 3.5.5 设置 PFC 控制参数
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 物料清单
      3. 4.1.3 Altium 工程
      4. 4.1.4 Gerber 文件
      5. 4.1.5 PCB 布局指南
    2. 4.2 软件文件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  10. 5术语
  11. 6修订历史记录

3.3.2.4 运行代码

  1. 将交流电源输出设置为 0V，打开交流电源，将输出电压从 0V 缓慢增加至 110V 交流。
  2. 通过点击按钮 来运行工程，或点击“Debug”选项卡中的 Run → Resume。经过固定的时长后，systemVars.flagEnableSystem 应设置为 1，这意味着偏移校准已完成并且浪涌电源继电器已开启。双电机和 PFC 的故障标志（motorVars[0].faultMtrUse.all、motorVars[1].faultMtrUse.all 和 pfcVars.faultPFCUse.all）应等于 0，否则用户必须按照Topic Link Label3.3.1中的说明检查电流和电压检测电路。
  3. 要验证电机 1 逆变器的电流和电压检测电路，请在“Expressions”窗口中将变量 motorVars[0].flagEnableRunAndIdentify 设置为 1，如图 3-16 所示。电机 1 应以 v/f 开环运行，如果电机旋转不平稳，请根据电机规格调整 user_mtr1.h 中的 v/f 曲线参数，如下所示。 
    #define USER_MOTOR1_FREQ_LOW_Hz             (10.0f)          // Hz
#define USER_MOTOR1_FREQ_HIGH_Hz            (200.0f)         // Hz
#define USER_MOTOR1_VOLT_MIN_V              (10.0f)          // Volt
#define USER_MOTOR1_VOLT_MAX_V              (200.0f)         // Volt
  4. 这应该使电机 1 现在以变量 motorVars[0].speedRef_Hz 中的设置转速旋转，检查“Expressions”窗口中 motorVars[0].speed_Hz 的值，motorVars[0].speedRef_Hz 和 motorVars[0].speed_Hz 的值应该非常接近，如图 3-16 所示。
  5. 将示波器电压和电流探头连接到 PWMDAC 或 DAC128S 板的输出端（电机相电流）以探测角度、电流信号，示波器中的电流和角度波形如图 3-17 所示。请注意，力角发生器的角度与 FAST 或 eSMO 估算器的估算转子角度非常接近，这两个角度之间可能存在一点位移误差。使用 DAC 输出到示波器上的采样电流波形应该与电流探头捕获的相电流波形相同，这意味着电流检测电路非常适合电机控制。
  6. 通过减小变量 motorVars[0].overCurrent_A 的值来验证过流故障保护，过流保护由 CMPSS 模块实现。如果 motorVars[0].overCurrent_A 被设置为小于实际电流的值，则会触发过流故障，同时将禁用 PWM 输出，motorVars[0].flagEnableRunAndIdentify 将被清除为 0，motorVars[0].faultMtrUse.all 将被设置为 0x10。
  7. 按照步骤 3、4 和 5，使用相同的方法通过将变量 motorVars[1].flagEnableRunAndIdentify 设置为 1 并调整 user_mtr1.h 中的 v/f 参数使电机平稳旋转，来测试电机 2 的硬件。
  8. 要验证 PFC 的电流和直流链路电压检测电路，请将探头连接至 PWMDAC 或 DAC128S 的输出以对电流和电压进行采样，使用高电压探头和电流探头检测直流链路电压和电流，图 3-18 显示了电压和电流波形。
  9. 检查“Expressions”窗口中的变量 pfcVars.VdcBus_V，这些变量的值应与交流电源的设置值相同或使用万用表进行测量。非常缓慢地将 pfcVars.dutyOut 从 0.0 增加至 0.2，直流链路电压应该同时增加。
  10. 通过减小 pfcVars.overCurrent_A 来验证过流保护，如果触发过流故障，PFC 的 PWM 输出将被禁用。
  11. 现在可以停止控制器，并终止调试连接。通过首先点击工具栏上的“Halt”按钮 或点击 Target → Halt 来完全停止控制器。最后，通过点击 或点击 Run → Reset 来重置控制器。
  12. 通过点击“Terminate Debug Session” 或点击 Run → Terminate 来关闭 CCS 调试会话。
图 3-16 构建级别 2：运行时的“Expressions”窗口
图 3-17 构建级别 2：电机的转子角度、相电流
图 3-18 构建级别 2：PFC 的直流电压、电流、PWM 输出