ZHCUCS5A January   2025  – March 2025 MSPM0G3507

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2硬件设置
    1. 2.1  EVM 硬件设置
      1. 2.1.1 EVM 硬件支持
    2. 2.2  IPD 使用的外设配置
    3. 2.3  PWM 输出的引脚配置
    4. 2.4  ADC 电流的引脚配置
    5. 2.5  ADC 电压的引脚配置
    6. 2.6  有关故障的引脚配置
    7. 2.7  GPIO 输出功能的引脚配置
    8. 2.8  SPI 通信的引脚配置
    9. 2.9  UART 通信的引脚配置
    10. 2.10 评估板的外部连接
  6. 3软件设置
  7. 4GUI 设置
    1. 4.1 串行端口配置
    2. 4.2 GUI 主页
    3. 4.3 系统配置
    4. 4.4 寄存器映射
    5. 4.5 电机调优页面
    6. 4.6 配套资料页面
    7. 4.7 加载和保存寄存器配置
  8. 5寄存器映射
    1. 5.1 GUI 中的寄存器映射页面
    2. 5.2 用户控制寄存器（基址 = 0x20200400h）
      1. 5.2.1 速度控制寄存器（偏移 = 0h）[复位 = 00000000h]
      2. 5.2.2 算法调试控制 1 寄存器（偏移 = 4h）[复位 = 00000000h]
      3. 5.2.3 算法调试控制 2 寄存器（偏移 = 8h）[复位 = 00000000h]
      4. 5.2.4 算法调试控制 3 寄存器（偏移 = Ch）[复位 = 00000000h]
      5. 5.2.5 DAC 配置寄存器（偏移 = 10h）[复位 = 00000000h]
    3. 5.3 用户输入寄存器（基址 = 0x20200000h）
      1. 5.3.1  SYSTEM_PARAMETERS（偏移 = 0h）
      2. 5.3.2  ISD_CONFIG 寄存器（偏移 = 3Ch）[复位 = 00000000h]
      3. 5.3.3  MOTOR_STARTUP1 寄存器（偏移 = 40h）[复位 = 00000000h]
      4. 5.3.4  MOTOR_STARTUP2 寄存器（偏移 = 44h）[复位 = 00000000h]
      5. 5.3.5  CLOSED_LOOP1 寄存器（偏移 = 48h）[复位 = 00000000h]
      6. 5.3.6  CLOSED_LOOP2 寄存器（偏移 = 4Ch）[复位 = 00000000h]
      7. 5.3.7  FIELD_CTRL 寄存器（偏移 = 50h）[复位 = 00000000h]
      8. 5.3.8  FAULT_CONFIG1 寄存器（偏移 = 54h）[复位 = 00000000h]
      9. 5.3.9  FAULT_CONFIG2 寄存器（偏移 = 58h）[复位 = 00000000h]
      10. 5.3.10 MISC_ALGO 寄存器（偏移 = 5Ch）[复位 = 00000000h]
      11. 5.3.11 PIN_CONFIG 寄存器（偏移 =60h）[复位 = 00000000h]
      12. 5.3.12 PERI_CONFIG 寄存器（偏移 = 64h）[复位 = 00000000h]
    4. 5.4 用户状态寄存器（基址 = 0x20200430h）
  9. 6基本调优
    1. 6.1 系统配置参数
      1. 6.1.1 从 GUI 配置系统参数
      2. 6.1.2 以毫欧 (mΩ) 为单位的电机电阻
      3. 6.1.3 以微亨 (μH) 为单位的电机电感
      4. 6.1.4 IPMSM 电机的凸极
      5. 6.1.5 电机 BEMF 常数
      6. 6.1.6 基极电压 (V)
      7. 6.1.7 基极电流 (A)
      8. 6.1.8 最大电机频率 (Hz)
      9. 6.1.9 最大电机功率 (W)
    2. 6.2 基本电机旋转的控制配置
      1. 6.2.1 基本电机启动
        1. 6.2.1.1 禁用 ISD
        2. 6.2.1.2 电机启动选项 - 对齐
        3. 6.2.1.3 电机开环斜坡
        4. 6.2.1.4 电机开环调试
      2. 6.2.2 用于在闭环中旋转电机的控制器配置
        1. 6.2.2.1 用于无传感器转子位置检测的 BEMF 估算
          1. 6.2.2.1.1 增强型滑模观测器
          2. 6.2.2.1.2 基于电机模型的有限 BEMF 估算
        2. 6.2.2.2 使用 PLL 的转子位置和转速估算
        3. 6.2.2.3 针对闭环速度控制的 PI 控制器调优
          1. 6.2.2.3.1 电流环路 PI 调优
          2. 6.2.2.3.2 速度控制器调优
        4. 6.2.2.4 测试是否成功启动至闭环
    3. 6.3 故障处理
      1. 6.3.1 异常 BEMF 故障 [ABN_BEMF]
      2. 6.3.2 监控电源电压波动以防止电压越界故障
      3. 6.3.3 无电机故障 [NO_MTR]
  10. 7高级调优
    1. 7.1 控制配置调优
      1. 7.1.1  控制运行模式
        1. 7.1.1.1 闭环速度控制模式
        2. 7.1.1.2 闭环功率控制模式
        3. 7.1.1.3 闭环扭矩控制模式
        4. 7.1.1.4 电压控制模式
      2. 7.1.2  对电机进行初始速度检测，以实现可靠的电机重新同步
      3. 7.1.3  检测反向旋转的单向电机驱动
      4. 7.1.4  在启动期间防止转子回旋
        1. 7.1.4.1 选项 1：IPD
        2. 7.1.4.2 选项 2：慢速首循环
      5. 7.1.5  逐渐和平稳启动动作
      6. 7.1.6  缩短启动时间
        1. 7.1.6.1 选项 1：初始位置检测 (IPD)
        2. 7.1.6.2 选项 2：慢速首循环
      7. 7.1.7  快速停止电机
      8. 7.1.8  弱磁：以高于额定速度的速度运行电机
      9. 7.1.9  每安培最大扭矩：提高 IPMSM 电机的效率
      10. 7.1.10 在电机停止期间防止电源电压过冲。
      11. 7.1.11 保护电源
      12. 7.1.12 FOC 带宽选择
  11. 8硬件配置
    1. 8.1 方向配置
    2. 8.2 制动配置
    3. 8.3 Main.h 定义
      1. 8.3.1 检测放大器配置
      2. 8.3.2 驱动器传播延迟
      3. 8.3.3 驱动器最小导通时间
      4. 8.3.4 电流分流配置选择
        1. 8.3.4.1 三分流器配置
        2. 8.3.4.2 双分流器配置
        3. 8.3.4.3 单分流器配置
      5. 8.3.5 CSA 偏移比例因子选择
    4. 8.4 实时变量跟踪
  12. 9修订历史记录

6.2.2.1 用于无传感器转子位置检测的 BEMF 估算

在与家用电器类似的应用中，机械传感器会增加成本、影响可靠性并增加维护工作量。通常，在不要求以超低速度运行的应用中，会采用基于无传感器的转子位置估算方法来高效驱动电机。为了使用无传感器方法检测转子位置，我们使用多种方法来估算电机的 BEMF，并且根据转子速度和角度进行了近似计算。在通用电机控制应用程序代码中，用户可以选择滑模观测器或有限差值 BEMF 估算方法。滑模观测器由于其在各种系统参数变化下的可靠性和稳健性而被广泛使用。有限 BEMF 估算是基于简单方程的 BEMF 估算方法，没有用于 BEMF 的滑动模式控制器和滤波器，这消除了 Kslide 调谐和滤波器调谐工作，但 BEMF 容易产生噪声，并可能产生稳定性问题。这两种方法得出的估算 BEMF 用于使用 PLL 进行转子位置跟踪，详情如下。


无传感器 PMSM 转子位置估算方框图

图 6-11 无传感器 PMSM 转子位置估算方框图

通过保留预定义符号 ESMO_ESTIMATOR，可以选择基于 SMO 的 BEMF 估算作为默认值。要选择基于有限差分方程的 BEMF 估算器，用户可以从 CCS 工程设置中将此预定义符号修改为 ESMO_ESTIMATOR_N，如下所示。


估算器选择的配置

图 6-12 估算器选择的配置