估计永磁同步电动机使用推荐的硬件参数

开放的例子

这个例子中决定了永磁同步电动机的参数(永磁同步电动机)使用推荐的德州仪器公司™硬件。该工具确定这些参数:

相抵抗, ${R_s}$ (欧姆)

d和问轴电感, ${L_d}$ 和 ${L_q}$ (亨利)

反电动势不变, ${K_e}$ (Vpk_LL / krpm, Vpk_LL峰值电压测量相间)

电动机惯性,(Kg.m ^ 2)

摩擦常数,(新墨西哥州)

接受最低要求输入的例子中,在目标硬件上运行测试,并显示估计的参数。

注意:这个例子不支持仿真。金宝app使用一个支持的硬件配置来运行这金宝app个例子。

先决条件

参数估计工具需要电机位置检测到正交编码器、霍尔传感器、或无传感器通量观察者。检测电动机的位置正确使用位置传感器,校准正交编码器或霍尔传感器连接到电机测试下。

确保永磁同步电动机在空载状态。

如果您正在使用霍尔传感器:

确保永磁同步电动机有霍尔传感器。

校准霍尔传感器偏移量。说明,请参阅对永磁同步电动机电动机大厅抵消校准。

如果您使用的是正交编码器传感器:

确保传感器永磁同步电动机具有正交编码器。

校准正交编码器偏移量。说明,请参阅对永磁同步电动机电动机正交编码器偏移校正。

注意:如果你设置传感器的选择在主机模型无传感器,你可以跳过位置传感器校准的步骤。

金宝app支持的硬件

这个例子只支持这些硬件配置金宝app:

德州仪器™F28069M控制卡配置:

F28069M控制卡

drv8312 - 69 m - kit逆变器

永磁同步电动机与大厅或正交编码器传感器

直流电源

注意:drv8312 - 69 m - kit董事会有一个已知问题板的电源部分。由于这个限制,董事会不支持所有的霍尔传感器类型。金宝app例如,它不支持的霍尔传感器Teknic m - 2金宝app310 p马达。

德州仪器LAUNCHXL-F28379D配置:

LAUNCHXL-F28379D控制器

BOOSTXL-DRV8305逆变器

永磁同步电动机与大厅或正交编码器传感器

直流电源

需要MathWorks®产品下载188bet金宝搏

要运行参数估计,您需要这些产品:下载188bet金宝搏

电机控制Blockset™

定点设计师™

嵌入式编码器®

为德州仪器嵌入式编码支持包C2金宝app000™处理器

准备硬件

F28069M控制卡的配置:

1。F28069M控制卡连接到j - 1 drv8312 - 69 m - kit逆变器。

2。连接电机三个阶段恐鸟,暴徒,商务部在逆变板上。

3所示。在逆变器将直流电源连接到PVDDIN董事会。

4所示。如果您使用的是霍尔传感器、霍尔传感器编码器的输出连接到J10在逆变板上。

5。如果您使用的是正交编码器传感器,连接正交编码器别针(G,我,一个5 v, B)阁下的逆变器。

LAUNCHXL-F28379D配置:

1。将逆变器板控制器板为J1, J2 BOOSTXL与j - 1, J2 LAUNCHXL。

2。连接电机三个阶段莫塔,MOTB,交通部在BOOSTXL逆变板上。

3所示。将直流电源连接到PVDD和接地BOOSTXL逆变器。

4所示。如果您使用的是霍尔传感器,霍尔传感器的输出连接到QEP_B LAUNCHXL(配置为eCAP)。

5。如果您使用的是正交编码器传感器,连接正交编码器别针(G,我,一个5 v, B)在LAUNCHXL QEP_A控制器板。

更多细节关于这些连接,看到的硬件连接。

更多细节关于这个模型的设置,看看模型配置参数。

CPU2 LAUNCHXL-F28379D,加载一个示例程序,例如,程序运行CPU2蓝色LED使用GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx),以确保CPU2不是错误地配置为使用董事会外围设备用于CPU1。

参数估计的工具

参数估计工具包括一个目标模型和模型。相互通信的模型通过使用串行通信接口。更多细节,请参阅Host-Target沟通。

进入硬件设置的详细信息和被测试电机在宿主模型。目标模型使用一个算法来执行测试电机和估计运动参数。主机模式启动所需测试和显示估计参数。

准备工作空间

打开主机参数估计模型。您还可以使用该命令打开主机模型:

open_system (“mcb_param_est_host_read.slx”);

进入这些细节在宿主模型准备工作:

选择董事会——选择目标硬件和逆变器的组合。

通信端口——打开块主机串口设置,主机串行接收、和主机串行传输,并选择港口的硬件连接。从列表中选择一个可用的端口。更多细节,请参阅找到通信端口。

需要输入——输入电机规格和硬件设置数据。您可以获得这些值的电机数据表或电机铭牌。

- - - - - -输入直流电压——逆变器的直流电源电压(伏)。

- - - - - -标称电流——电动机的额定电流(安培)。

- - - - - -额定速度——电动机的额定转速(RPM)。

- - - - - -双极——的双极电动机的数量。

- - - - - -额定电压——电动机的额定电压(伏)。

- - - - - -位置偏移量——位置(大厅或正交编码器)传感器偏移值(单位职位)(见对永磁同步电动机电动机大厅抵消校准,对永磁同步电动机电动机正交编码器偏移校正,单位系统。

- - - - - -传感器的选择位置传感器的类型,您正在使用。你可以选择这些值之一:

- - - - - -QEP——选择这个选项如果你使用正交编码器传感器连接到你的运动。

- - - - - -大厅——选择这个选项如果你使用霍尔传感器在发动机。

- - - - - -无传感器——选择这个选项,如果你想用通量观察者无传感器位置估计块而不是位置传感器。关于这个块的详细信息,请参见通量观察者通量的观察者。

- - - - - -总QEP缝——可用缝的数量在正交编码器传感器。默认情况下,这个领域有一个值1000年。

注意:当更新需要输入考虑这些限制:

电动机的额定速度必须小于25000 RPM。

测试保护过电流故障的硬件。然而,以确保这些错误不发生,保持电动机额定电流的(进入标称电流字段)小于所支持的最大电流逆变器。金宝app

如果你有一个SMPS-based直流电源单元,设置一个安全电流限制电力供应安全原因。

更新先进的参数

您可以选择更新先进的参数相关参数估计算法。点击链接可以在宿主模型来访问和更新这些参数:

Openloop Vd Rs估计的参考电压——输入参考电压 ${V_d}$ 单位(PU)(伏),用于开环配置算法使用估计阶段的阻力, ${R_s}$ 。的 ${V_d}$ 值应该是高到足以使转子零位置和持有它。这个值也应该足够高来生成可读从电动机电流反馈。的 ${V_d}$ 值应该是足够低,以避免发动机温度迅速增加。这个参数使用默认值0.1聚氨酯。

Rs估计时间——输入时间(以秒为单位),算法应该估计相抵抗, ${R_s}$ 。这个时间应该足够高的算法来获得足够的样本平均值计算(为特定的开关频率)。如果测量电压和电流调试信号含有噪声,增加该参数值,算法捕捉更多的样本平均值计算。这个参数使用默认值2秒。允许的最大Rs估计时间9秒。

对Ld和Lq估计频率扫描范围——输入的频率扫描范围(赫兹)算法用于测量电感 ${L_d}$ 和 ${L_q}$ 。这个范围的上下极限频率应该高到足以使转子静止不动。同时,这些频率应该足够低的算法来获得足够的样本(为特定的开关频率)。非常高的频率值导致更高的感抗,可以导致电流测量不准确。该参数使用默认频率的值400年和1000年赫兹。

频率步长对Ld和Lq估计——进入步长(赫兹)的频率扫描测量电感的算法使用 ${L_d}$ 和 ${L_q}$ 。的参数使用默认值10赫兹。

直流偏置在Vd Ld和Lq估计——输入直流偏压,在聚氨酯(伏), ${V_d}$ 和 ${V_q}$ 测量电压扰动算法使用电感 ${L_d}$ 和 ${L_q}$ 。应该足够高的直流偏置电压锁定转子轴。同时,它应该是足够低的算法来避免过电流时应用正弦电压扰动。的参数使用默认值0.1聚氨酯。

振幅Vd与矢量量化在Ld和Lq估计——输入振幅、峰PU(伏),价值的 ${V_d}$ 和 ${V_q}$ 测量电压扰动算法使用电感 ${L_d}$ 和 ${L_q}$ 。这应该足够高振幅ADC测量期间避免引入噪声。同时,它应该是足够低的算法来避免过电流时应用正弦电压扰动。的参数使用默认值0.05聚氨酯。

智商参考转矩控制——输入参考 ${I_q}$ 目前,在聚氨酯(安培),闭环转矩控制算法进行检测。当前应该足够低,以避免突然的震动转子轴。同时,它应该是足够高的算法来克服转子轴的惯性。的参数使用默认值0.2聚氨酯。

在电压限制输入电压限制(如输入直流电压的百分比)为算法提供电机低电压保护装置。参数使用80年作为默认值。

在当前的限制输入当前的限制(如比例的永磁同步电动机额定电流)为算法提供过载保护马达。这个值应该是足够高的算法成功地运行参数估计测试在正常情况下使用配置参数。与此同时,这个值不应超过One hundred.。参数使用One hundred.作为默认值。

惯性速度估计——进入电机转速,在聚氨酯(RPM),所使用的算法来计算电机惯性。的参数使用默认值0.25。

部署目标模型

在开始测试之前通过使用参数估计工具,你需要下载二进制文件(.hex/.out)生成的目标模型到目标硬件。有两种工作流下载二进制文件:

流程1:构建和部署目标模型

使用此工作流来生成和部署目标模型的代码。确保你按Ctrl + D更新工作区与从宿主模型所需的输入值。

点击其中一个主机参数估计模型中的超链接打开目标模型(你使用的硬件):

F28069M-based控制器连接到大厅或正交编码器传感器:mcb_param_est_f28069_DRV8312

F28069M-based控制器使用无传感器的磁链块:mcb_param_est_sensorless_f28069_DRV8312

F28379D-based控制器连接到大厅或正交编码器传感器:mcb_param_est_f28379D_DRV8305

F28379D-based控制器使用无传感器的磁链块:mcb_param_est_sensorless_f28379D_DRV8305

点击构建、部署和启动在硬件目标模型部署到硬件选项卡。

注意:忽略警告消息多任务数据存储选项的诊断页没有配置参数对话框模型显示的顾问,通过单击总是忽略按钮。这是计划工作流程的一部分。

流程2:手动下载目标模型

使用这个工作流部署二进制文件(.hex/.out手动)的目标模型通过使用第三方工具(工作流不需要代码生成)。这个工作流只Teknic m - 2310 p电动机有效。

定位二进制文件(.hex/.out在这些位置):

- - - - - -< matlabroot > \工具箱\ mcb \ mcbexamples \ mcb_param_est_f28069_DRV8312.out

- - - - - -< matlabroot > \工具箱\ mcb \ mcbexamples \ mcb_param_est_sensorless_f28069_DRV8312.out

- - - - - -< matlabroot > \工具箱\ mcb \ mcbexamples \ mcb_param_est_f28379D_DRV8305.out

- - - - - -< matlabroot > \工具箱\ mcb \ mcbexamples \ mcb_param_est_sensorless_f28379D_DRV8305.out

注意:的文件mcb_param_est_f28069_DRV8312.out和mcb_param_est_f28379D_DRV8305.out使用一个固定的正交编码器狭缝的计数1000年。因此,当你设定所需的输入传感器的选择来QEP在主机模式,您可以使用这些文件仅为汽车连接到一个正交编码器传感器1000年缝(例如,Teknic m - 2310 p电动机)。

开放第三方工具部署二进制文件(.hex/.out)。

下载并运行的二进制文件(.hex/.out)在目标硬件。

估计运动参数

使用以下步骤运行电动机控制Blockset参数估计工具:

1。确保您部署二进制文件(.hex/.out)从目标模型,生成目标硬件。

然后在宿主模型更新所需的细节。看到信息的部分准备工作所需的输入。

2。在宿主模型,检查运行停止滑动开关位置运行。然后,单击运行在模拟选项卡运行参数估计测试。

3所示。参数估计过程只需要不到一分钟的时间来执行测试。你可以忽略测试期间产生的嘟嘟声。

在紧急情况下,您可以手动打开运行停止滑动开关停止位置参数估计测试。

4所示。主机模型显示了估计运动参数成功完成后测试。

参数估计测试成功完成时,测试状态领导变绿。

如果参数估计测试中断,测试状态变红。模型还中断测试,这些红色发光二极管保护硬件从以下缺点:

过流故障(此错误发生在实际电流的电源比标称电流值中提到需要输入部分主机模型)

欠压故障(此错误发生在输入直流电压低于80%的输入直流电压值中提到需要输入部分主机模型)

——串行通信故障

5。当测试状态领导变红,再次运行主机模型运行参数估计测试。

如果测试状态领导是绿色的,检查Ld和江西发光二极管的参数的有效性部分主机模型。这些led显示以下状态:

绿色——表明计算Ld和江西值是有效的。

琥珀色,表明计算Ld和江西值是无效的。再次运行主机模型运行参数估计测试。

6。使用信号从目标字段在主机模型来选择您希望监视调试信号。在选择一个信号,打开SelectedSignal时间范围(中可用信号调节、缩放和先进算法参数子系统)查看所选调试信号。

参数估计工具使用以下算法估计参数:

相抵抗, ${R_s}$ ——工具使用欧姆定律来估计这个值。

d轴电感, ${L_d}$ -工具使用频率注入方法来估计这些值。

问轴电感, ${L_q}$ -工具使用频率注入方法来估计这些值。

反电动势不变, ${K_e}$ ——工具测量电流和电压和使用电机方程来估计这个值。

电动机惯性,——估计这个值通过使用缺陷测试工具。

摩擦常数,——工具估计这个值通过使用电动机的转矩方程以恒定速度运行。

保存参数估计

您可以导出估计运动参数,进一步用于仿真和控制系统设计。

要出口,请单击保存参数将估计的参数保存到垫(.mat)文件。

查看保存的参数、负载垫(.mat在MATLAB®文件工作区。MATLAB保存参数的结构命名motorParam在工作区中。

点击开放模式创建一个新的模型用永磁同步电动机金宝app电动机块®模型。使用汽车的块motorParam从MATLAB工作区结构变量。