(转载于欧时电子)为交流无刷电机设计三相逆变器是所有工程师的梦想,即快速获得一套运行方案,对其特定电机进行调整。实现该梦想的理想设计工具将能够自动测量电机参数;确保系统功率级的调整;校准比例/积分电流调节组块的系数,并保证安全可靠的启动过程。
瑞萨电子目前提供该梦想工具,改进了现有的RX62T电机控制参考工具包(零件名称:YRMCKITRX62T)。
该工具包基于瑞萨电子高性能RX62T微控制器,整合具有集成浮点单元(FPU)的165 DMIP 32位CPU与,从而实现了复杂算法的快速实施。
RX62T还提供控制一台或两台逆变器的理想方案,能驱动任何三相交流/直流无刷电机(例如三相永磁电机)。利用无传感器磁场定向的控制算法,免版税矢量控制算法和VDE认证MCU自测软件使用小型闪存封装,将CPU资源降至最低。该工具包还配备有完整的电路图、Gerber、BOM l、数据表和用户手册。
此外,采用高性能PC图形用户界面(GUI),就可以轻松进行硬件连接和电机开发。
在改进的工具包中,已更新RX62T 嵌入式控制软件和PC用户界面,记住有四个新增的关键优点:
默认情况下,在运行正弦无传感器算法之前,需要确定电机的数学模型参数。
最重要的参数为:定子电阻、同步电感(或各向异性电机时的两轴电感Ld和Lq)以及永磁磁链(例如,反电动势常数)。
这些参数的测量比较复杂,且通常要求配备有专业仪器等设备齐全的实验室。
采用新的瑞萨电机设计工具,通过三相逆变器可自动检测这些参数。如果为各向异性电机,提供有两轴电感的中间值。点击鼠标数次后,PC用户界面将显示测量值。
在三相逆变器中,晶体管(如开关)以及续流二极管上的调制空载时间和压降会产生非线性行为。该行为将导致调制器所需电压与逆变器有效输出电压之间出现压差。
因此,参考电压用于测量(例如,在磁通估计过程中)时存在误差,与真实电压电平相比,在许多情况下,误差可能非常大,从而影响估计。该误差取决于输出电流,因此,可通过查表技术对其补偿。
由于需要大量的测量和数学计算,主要的难度在于确定补偿表中的数值。RX62T工具包提供有标准功率级,整合正确的补偿表。但是,大部分设计采用自身的功率级硬件,表明新的系数表需要导出。
瑞萨电机设计工具还允许用户自动获得填有系数的自定义补偿表,将促进逆变器非线性的补偿。
电流PI的控制通常需要采用示波器,以及执行电流阶跃以分析阶跃响应的系统。目前,RX62T工具包由该功能,但是需要手动操作。
瑞萨电机设计工具有两个新功能,可以简单迅速地进行PI控制。无需任何测量系统,仅使用面板、以及与PC连接的电机即可。
首先,提供正确PI增值的自动检测传输用户的工作值,用于电流比例和积分常数。其次,用户可通过施加所需的电流阶跃来细化调整,然后在用户界面直接分析阶跃响应,无需示波器。
静止时,使用观测仪或估算法,无法检测电机转子的位置。有些情况下,通过信号注入的方法进行位置检测难度也比较大,且通常噪音也很大。
因此,通常需要前馈启动,以达到最低速度。在这一点上,观测站或估算器可给出必要的结果,并可接通速度回路。
通常在这个阶段,所需扭矩未知,因此所需的电流等于最大电流。在许多应用中,不接受这种行为。为了解决该问题,瑞萨已开发一整套新的启动程序。如果不需要扭矩,该程序能以非常低的电流来启动电机,并根据所需扭矩自动调节电流。
由于上述RX62T电机控制工具包的改进,设计工程师几分钟内就能接通来调节电机,实现快速且有效的系统优化。