ZHCUD60 July   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 术语
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 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  LMG3651R025
      3. 2.3.3  LMG2650
      4. 2.3.4  TMCS1126
      5. 2.3.5  ISO6721
      6. 2.3.6  UCC28881
      7. 2.3.7  UCC27712
      8. 2.3.8  TPS562206
      9. 2.3.9  TLV9062
      10. 2.3.10 TLV74033
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 图腾柱 PFC
      1. 3.1.1 电感器额定值
      2. 3.1.2 交流电压检测
      3. 3.1.3 直流链路电压检测
      4. 3.1.4 交流电流检测
      5. 3.1.5 直流链路电容器额定值
    2. 3.2 三相 PMSM 驱动器
      1. 3.2.1 PM 同步电机的磁场定向控制
        1. 3.2.1.1 空间矢量定义和投影
        2. 3.2.1.2 Clarke 变换
        3. 3.2.1.3 Park 变换
        4. 3.2.1.4 交流电机 FOC 基本配置方案
        5. 3.2.1.5 转子磁通位置
      2. 3.2.2 PM 同步电机的无传感器控制
        1. 3.2.2.1 具有锁相环的增强型滑模观测器
          1. 3.2.2.1.1 IPMSM 的数学模型和 FOC 结构
          2. 3.2.2.1.2 IPMSM 的 ESMO 设计
          3. 3.2.2.1.3 使用 PLL 的转子位置和转速估算
      3. 3.2.3 电机驱动器的硬件必要条件
        1. 3.2.3.1 采用三分流器的电流检测
        2. 3.2.3.2 电机电压反馈
  10. 4硬件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
      1. 4.1.1 硬件板概述
      2. 4.1.2 测试条件
      3. 4.1.3 电路板验证所需的测试设备
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 函数波形
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 物料清单
      3. 5.1.3 Altium 工程
      4. 5.1.4 Gerber 文件
      5. 5.1.5 PCB 布局建议
    2. 5.2 工具
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介
3.2.2.1.3 使用 PLL 的转子位置和转速估算

在反正切法中，由于噪声和谐波分量的存在，位置和转速估算的精度会受到影响。为了消除该问题，可使用 PLL 模型对 IPMSM 的无传感器控制结构中的转速和位置进行估算。节 3.2.2.1.2中说明了与 SMO 配合使用的 PLL 结构。反电动势估算 êα 和 êβ ，可与 PLL 模型配合使用来估算电机角速度和位置，如 图 3-18 所示。

TIDA-010282 锁相环位置跟踪器的方框图图 3-18 锁相环位置跟踪器的方框图

由于 êα= Ecos(θe)，êβ= Esin(θe) 和 E =Ωeλpm，方程式 42 定义了位置误差。

方程式 42. ε = e ^ β cos ⁡ θ ^ e - e ^ α sin ⁡ θ ^ e = E sin ⁡ θ e cos ⁡ θ ^ e - E cos ⁡ θ e sin ⁡ θ ^ e = E s i n ⁡ ( θ e - θ ^ e )

其中

  • E 是 EEMF 的幅度，与电机转速 ωe 成正比。

当 (θe–̂θe) <π/2 时，方程式 42 可以简化为如 方程式 43 所示 。

方程式 43. ε = E ( θ e - θ ^ e )

可以进一步得到 EEMF 归一化后的位置误差：

方程式 44. ε n = θ e - θ ^ e

根据分析，可以得到正交锁相环位置跟踪器的简化方框图，如 图 3-19 所示。PLL 的闭环传递函数可表示为：

方程式 45. θ ^ e θ e = k p s + k i s 2 + k p s + k i = 2 ξ ω n s + ω n 2 s 2 + 2 ξ ω n s + ω n 2

其中

  • Kp 是标准 PI 稳压器的比例增益
  • ki 是标准 PI 调节器的比例增益和积分增益
  • Ωn 是固有频率

阻尼比，ξ，在 方程式 46 中给出。

方程式 46. k p = 2 ξ ω n ,     k i = ω n 2
TIDA-010282 锁相环位置跟踪器的简化方框图图 3-19 锁相环位置跟踪器的简化方框图