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Bus 电压与电流环波形具体有何关系 点击:2641 | 回复:33



ACScontrol

    
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发表于:2010-09-29 12:47:26
楼主
波恩前辈,最近在调试音圈电机(电感较大为21mH)的时候用了4款同品牌不同标称电压电流的驱动器,标称电压不同的驱动器在供相同电压时虽然电流环波形都无法让人满意,但是不同驱动器的波形还是不同的,如果提电供电电压,波形则明显好些,其中1款供单相交流220,Bus电压检测的是300V左右,电流环的波形最好,可以满足要求.其中调试电流环的频率都为100HZ,能否具体讲讲Bus电压与电流环波形的关系?



波恩

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发表于:2010-09-29 13:33:01
1楼

21mH电感在100Hz频率上的感抗为:2π*21mH*100Hz=13.2Ω

音圈电机的电压方程比较简单:U=i*r+L*di/dt+E

如果把L*di/dt简化为感抗和电流的乘积,则100Hz电流的幅值可以近似为:i=(U-E)/(r+2πfL)

音圈电机的反电势 E 与运动频率 f 和位移 a 之间可能为线性关系,即:E=C*a*f

于是上式可改写为:i=(U-Caf)/(r+2πfL)=(U/f-Ca)/(r/f+L)


若不考虑 a,当C、r、L、f  确定时,由上式可见 i 与 U 的关系。

 

目标电流幅值 i 偏大,而供电电压U偏低,则 i 可能无法达到满度,也就是会产生失真,波形好看难看也就自在其中了。

 

在步进驱动行当有句行话叫“高压驱动”,高压的目的无非就是要克服感抗和反电势与电流建立能力的阻碍,提高电流响应的频率特性。音圈应用应该类似。

ACScontrol

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发表于:2010-09-29 14:12:20
2楼

算了半天有点晕,似乎对不起来,呵呵,驱动器调试电流环的电流幅值一般默认的都是电机额定电流的1/10,所以我的在驱动器中电流幅值为0.46,r是相电阻吧,这里是5.4欧姆,电机的反电动势为30V/m/s,C是什么参数,由E=C*a*f 推出来?烦请波恩前辈再帮忙给解释解释,这里差不多需要多大电压?不甚感谢!

波恩

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发表于:2010-09-29 15:19:33
3楼
C就是反电势系数。            

波恩

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发表于:2010-09-29 15:25:25
4楼

按上面的公式,定性分析分析尚可,真想算频响,最好用Matlab或其它工具仿真验证。

ACScontrol

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发表于:2010-09-29 17:21:12
5楼

不会用啊!见鬼了,驱动器单相j交流220V供电,电流环自动调节居然过不去?!手动把P值加到很大,I值差不多波形才像个样子!

波恩

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发表于:2010-09-29 20:35:31
6楼

220V供电,是PWM输出的吧?PWM频率是多少?

PWM的相比线性的,电流波形肯定会差一些。

ACScontrol

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发表于:2010-09-29 22:19:41
7楼
PWM输出,PWM frequency range 1 kHz minimum, 100 kHz maximum ,PWM minimum pulse width 220 ns,线性驱动器应该会好些,无奈手上只有30V,2A的!

波恩

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发表于:2010-09-30 08:05:28
8楼

目前实验中PWM频率是多少?

ACScontrol

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发表于:2010-09-30 16:56:47
9楼
这个我没有检测,到是测了电流环的带宽为900HZ,系统带宽大概在55HZ

波恩

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发表于:2010-10-01 08:25:32
10楼

电流环带宽是怎么测试的? 系统带宽是指什么?

ACScontrol

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发表于:2010-10-01 11:23:48
11楼
电流环带宽驱动器可以自己测出来的,不知道前辈用过copley没,它可以做到的。系统带宽就是Frequency Response Function Analyzer测出来的位置环的带宽,它还可以测出来系统的共振点,手动调节的PID通过FRF优化后效果会明显不少!其实FRF就是博得图,我对这个还不是很了解,前辈应该比较了解,赐教赐教?呵呵。。。。。。

波恩

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发表于:2010-10-01 20:56:05
12楼
如果系统频响是指位置环频响,则对于55Hz的频响而言,感觉电流环频响900Hz似乎低了一点儿。

ACScontrol

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发表于:2010-10-01 21:37:30
13楼
也许这就是Frequency Response Function Analyzer的魅力所在吧!以前调过的电流环的频响都是1000多,怎么也得1200HZ吧,可能和电感比较大有关?!

波恩

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发表于:2010-10-02 08:50:18
14楼

copley接触过,不够熟悉。

电感大电流环响应势必低,电流环增益可调吗?

ACScontrol

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发表于:2010-10-02 14:14:22
15楼
可调!比例增益调的很高波形才不错,900HZ指的是这时的!如果再高的话振动声音就都大了,个人以为这样不利于后面2环的调试。对了此时电流的采样率为15KHZ,准备换个采样率为20KHZ的试试,不过Bus电压(直流供电)会降低很多。

波恩

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发表于:2010-10-02 21:18:54
16楼

电流环有没有积分增益?另外,试没试过加速度前馈?

20KHz与15KHz没有太大差别,但Bus电压降低了负面影响可能不小。

ACScontrol

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发表于:2010-10-02 22:41:04
17楼

积分增益有的,有在用,加速度前馈是在位置环里调的,电流环不可调。Bus电压已经无法加大了,20KHZ试试看吧

波恩

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发表于:2010-10-03 14:34:38
18楼
加速度前馈是无法改善电流环特性,但有可能改善位置特性。

ACScontrol

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发表于:2010-10-03 15:15:58
19楼
加速度前馈对于加减速时的跟随误差有一定的抑制作用。也许这个问题要么换功率大些的线性驱动器,要么换PCI的控制卡效果会明显些,实在不行得MC4U出马了,呵呵。。。。。。

波恩

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20楼
MC4U是何方神圣?                   

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