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【经验分享】电机控制同步电角度测试说明

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-19 16:37
前言
4 k& T/ a0 \8 B) ]. E' _2 f在使用 ST FOC 电机库时,当使用 Hall 信号作为位置信号时,需要输入同步电角度数据,这个数据根据当前使用电机的特性进行输入,会在每次 Hall 信号变化时同步电角度,如果角度偏差较大时会影响控制效果,可能带来效率或者电机的震荡,初始测试还是有必要的,本文详细说明测试注意事项以及测试方法。
* U" t: h( c% [/ \ST FOC 电机库电角度约定  P: {- O9 C$ T; }# E: y: _
默认电机 A 相的反电动势最高点作为电角度的 0 度;
* q; h) t8 M. M0 V电机 Hall A 的上升沿到电机 A 相反电动势最高点的延迟角度为同步电角度;
: w9 c/ r" V$ I3 Q  Y
5 J/ ~1 a. @: | N6@VK%$V6X{STP8_WSP6{DK.png
. Y& c% d' ~/ d- I0 c8 q
% `$ H- n* ^9 M测试准备
9 |" _/ e# c, |  E如果电机没有虚拟中点接出,需要连接三个相同阻值电阻到电机的三相接线上,电阻另外一端连接到一起作为虚拟中点;# Z) l* B  u9 \2 q
- q- _  b& j7 P3 d1 e1 d- u
KXV}_X]LX5R%MYRB[B2V%IX.png
$ E& D! \& ^3 `+ N9 m$ K% Q, o
9 X) K5 Q2 V6 N$ I  t' c将 Hall 信号接入 5V 电,并且在 H1 上接入上拉电阻;
4 y% ]# k. _- W- G4 ~( ?接入示波器,转动电机,测试反向电动势信号以及 Hall 信号;. t0 G$ [+ F  N7 ]$ j6 f

& e" A+ y5 H! H1 H5 i' f. n$ d. P$ G, j! |* I" L/ Q7 a
波形测试及计算结果

& G- J0 F4 f: N: y2 |下面是举例说明电机测试波形
7 }! {: w" G/ b# E# ?, i" e测试一个电周期的时间,这个周期对应 360 度;
$ N: h- J5 z% o) Z, z; C4 R  d0 s3 l; q* f* C) ^
T)8ZP`8UNQ91TO8Z1}_VQBB.png
: T, }: }6 n- T8 D/ {" k$ E% A0 a+ |' r, K! Z2 ^8 d
测试电机 A 相反向电动势最高点到 H1 的时间
+ T; v, t& ^; v( U3 _/ A$ W
+ ]! G% u* E$ j7 d$ [. o! e7 m8 Y5 D QY2JWXM%USWO~BJC{S[USMP.png 2 }5 g" c/ x& N6 w

, t3 r) U5 T2 c& A( Z  i# d1 D上图中粉色为电机 A 相反向电动势,红色数字端口 D0 为 H1 信号;
1 C, u; P4 u6 F; X
( Z4 |7 G; u* C8 T7 J* z& b2 x
: ]. q# n7 m! n5 C! Q& J' y7 ^/ h: H; Y: \3 f3 W
该电机同步电角度:1 d# ~7 ^5 a+ ?7 r
1 v+ T! H8 g  c5 g6 {% j2 E
]KJ[WX~K{3O~Q)LHWWGTL60.png ( d5 ]  D3 j- D$ G1 \

$ K& A2 X) k  J5 f同步角度添加到代码
& |  l; j/ b2 L* a如果使用 Workbench 的话,添加到电机参数中,如下图:
# N, j* o! |: j3 p3 ?) I* S$ T
0 E0 m9 Y* j0 f- [ @]HZ2F{}G~M9NR[[%[FT.png
. t0 T+ O# N( Y% T: b' I' |8 D! e$ S9 ~- h- h) i1 l$ `6 O
如果直接写入程序中,则将数据写入 PMSM motor parameters.h 文件参数中
" Z1 V* d& c# a5 n" d- U
  1. #define HALL_SENSORS_PLACEMENT DEGREES_120 /*!<Define here the$ K" x7 s  F8 o  }- W9 V" U
  2. mechanical position of the sensors
    6 L! f4 c2 b9 H3 X* l1 ^
  3. withreference to an electrical cycle.
    8 L5 ]6 @7 [  `' O/ c
  4. It can be either DEGREES_120 or$ Q: L! F- q' H' F/ R
  5. DEGREES_60 */
    9 `+ o) l9 w# W/ O0 ~; M7 D) @

  6. 9 d. _& L2 `* w6 [
  7. #define HALL_PHASE_SHIFT 296 /*!< Define here in degrees# ~. d0 \! b4 Z6 ?5 r% N' N
  8. the electrical phase shift between
    & o2 b( {4 t; \' e) j; N9 g$ F
  9. the low to high transition of
    5 w  L, _' w" a( h6 j$ ~) B( U+ z
  10. signal H1 and the maximum of+ t* u! Y+ n  L7 t9 C
  11. the Bemf induced on phase A */
复制代码

% [* I" e' ]: r# }
( ]  z2 d3 n- ?3 s! v
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