ZHCUCJ3A October   2024  – December 2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1评估模块概述
    1. 1.1 简介
    2. 1.2 套件内容
    3. 1.3 规格
    4. 1.4 器件信息
    5.     通用德州仪器 (TI) 高压评估 (TI HV EVM) 用户安全指南
  7. 2硬件
    1. 2.1 硬件说明
      1. 2.1.1 辅助电源
      2. 2.1.2 直流链路电压检测
      3. 2.1.3 电机相电压检测
      4. 2.1.4 电机相电流检测
        1. 2.1.4.1 三分流器电流检测
        2. 2.1.4.2 单分流器电流检测
      5. 2.1.5 外部过流保护
      6. 2.1.6 TMS320F2800F137 的内部过流保护
    2. 2.2 入门硬件
      1. 2.2.1 测试条件和设备
      2. 2.2.2 测试设置
  8. 3电机控制软件
    1. 3.1 三相 PMSM 驱动系统设计理论
      1. 3.1.1 PMSM 的磁场定向控制
        1. 3.1.1.1 空间矢量定义和投影
          1. 3.1.1.1.1 ( a ,   b ) ⇒ ( α , β ) Clarke 变换
          2. 3.1.1.1.2 ( α , β ) ⇒ ( d ,   q ) Park 变换
        2. 3.1.1.2 交流电机 FOC 基本配置方案
        3. 3.1.1.3 转子磁通位置
      2. 3.1.2 PM 同步电机的无传感器控制
        1. 3.1.2.1 具有锁相环的增强型滑模观测器
          1. 3.1.2.1.1 IPMSM 的数学模型和 FOC 结构
          2. 3.1.2.1.2 IPMS 的 ESMO 设计
            1. 3.1.2.1.2.1 使用 PLL 的转子位置和转速估算
      3. 3.1.3 弱磁 (FW) 和每安培最大扭矩 (MTPA) 控制
    2. 3.2 软件入门
      1. 3.2.1 GUI
      2. 3.2.2 下载并安装 C2000 软件
      3. 3.2.3 使用软件
      4. 3.2.4 工程结构
  9. 4测试过程和结果
    1. 4.1 构建级别 1：CPU 和电路板设置
    2. 4.2 构建级别 2：带 ADC 反馈的开环检查
    3. 4.3 构建级别 3：闭合电流环路检查
    4. 4.4 构建级别 4：完整电机驱动控制
    5. 4.5 测试程序
      1. 4.5.1 启动
      2. 4.5.2 构建和加载工程
      3. 4.5.3 设置调试环境窗口
      4. 4.5.4 运行代码
        1. 4.5.4.1 构建级别 1 测试程序
        2. 4.5.4.2 构建级别 2 测试程序
        3. 4.5.4.3 构建级别 3 测试程序
        4. 4.5.4.4 构建级别 4 测试程序
          1. 4.5.4.4.1 调整电机驱动 FOC 参数
          2. 4.5.4.4.2 调整弱磁和 MTPA 控制参数
          3. 4.5.4.4.3 调整电流检测参数
    6. 4.6 性能数据和结果
      1. 4.6.1 负载和热力测试
      2. 4.6.2 通过外部比较器进行过流保护
      3. 4.6.3 通过内部 CMPSS 进行过流保护
  10. 5硬件设计文件
    1. 5.1 原理图
    2. 5.2 PCB 布局
    3. 5.3 物料清单 (BOM)
  11. 6其他信息
    1. 6.1 已知硬件或软件问题
    2. 6.2 商标
    3. 6.3 术语
  12. 7参考资料
  13. 8修订历史记录

2.1.3 电机相电压检测

使用适用于 TIEVM-MTR-HVINV 的软件，可以实现增强型滑模观测器 (eSMO) 以及磁通、角度、速度和扭矩 (FAST™) 两种无传感器观测器。eSMO 仅需要常用的三相电机电流检测，而 FAST 观测器额外需要三相电机电压检测，以便改善低速性能并提高电机转速估算的精度。

请注意，软件参数 (USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V) 取决于对电机相的电压反馈进行检测的电路。图 2-4 展示了如何使用基于电阻分压器的电压反馈电路，根据 ADC 输入范围对电机电压进行滤波和缩放。类似的电路用于测量全部三个项目，包括两个压缩机和风扇电机以及直流总线。

考虑到 ADC 输入的最大电压为 3.3V，该参考设计中的微控制器可测量的最大相电压反馈可按照方程式 1 进行计算。

方程式 1. VFS=VADC_FS×Gv=3.3V×122.46=404.13V

其中

  • Gv 是衰减因子，并且 Gv 可通过方程式 2 进行计算
方程式 2. GV=R62+R67+R70+R74R74=332kΩ+332kΩ+332kΩ+8.2kΩ8.2kΩ=122.46

对于该电压反馈电路，在 user_mtr1.h 中进行以下设置：

//! \brief Defines the maximum voltage at the AD converter
#define USER_M1_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V         (404.1292683f)

FAST 估算器中需要使用电压滤波器极点，以便准确检测电压反馈。使滤波器的电压足够低，以便能够滤除 PWM 信号，同时允许高速电压反馈信号通过滤波器。通常，使用几百 Hz 的截止频率便足以过滤掉 5 至 20kHz 的 PWM 频率。只有在运行超高速电机时生成 kHz 量级相电压频率的情况下，才需更改硬件滤波器。

在该参考设计中，滤波器极点设置可以使用方程式 3 来计算：

方程式 3. ffilter_pole=12×π×RParallel×C=405.15Hzwhere, C=47nF RParallel = 332kΩ+332kΩ+332kΩ×8.2kΩ332kΩ+332kΩ+332kΩ+8.2kΩ=8.133kΩ 

下面的代码示例显示了 user_mtr1.h 中是如何定义该极点的：

//! \brief Defines the analog voltage filter pole location, Hz
#define USER_M1_VOLTAGE_FILTER_POLE_Hz           (416.3602877f)
TIEVM-MTR-HVINV 电机电压检测电路图 2-4 电机电压检测电路