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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$ o1 ?1 Q- p: B9 I3 s
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。
: W" o3 s' B: O) T: I& {ST FOC 电机库电角度约定
! w. }. S1 e5 S; H8 i默认电机 A 相的反电动势最高点作为电角度的 0 度;4 A, u. ?: z$ Y: S/ J: `
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;
; W: `6 ]9 N8 j3 x3 F. R! Y! s. A; K- ]& S9 O1 F
N6@VK%$V6X{STP8_WSP6{DK.png - ^7 y$ @: c" w8 i
# n. R1 `! @( X) ]
测试准备6 ]1 r+ N0 I% M, m
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;2 _! ?  s* _1 q2 K( P
* m  t1 [& I! g1 h
KXV}_X]LX5R%MYRB[B2V%IX.png
/ Y/ s* z7 U0 H8 |' ~
6 @* @3 F5 {/ B- G1 g  v: Z将 Hall 信号接入 5V 电,并且在 H1 上接入上拉电阻;
- o1 r- P( S% S/ G' ~  y- m" `4 A接入示波器,转动电机,测试反向电动势信号以及 Hall 信号;- l" o$ A" W* Z. }0 t! F1 U
5 z0 o. N3 i0 d% I! [8 j2 m* t

2 {$ e' l9 n5 L( H波形测试及计算结果
( }  z' e: O- a; l' D& m: I
下面是举例说明电机测试波形
+ ?4 R6 C/ q6 |; V5 B; K4 ]测试一个电周期的时间,这个周期对应 360 度;
( Y7 ]: }) j& i& I* _, [& o1 x& v. [  D
9 p9 t* E" D2 N) [+ j+ Y T)8ZP`8UNQ91TO8Z1}_VQBB.png # I2 n/ U  u# {, ^  \

3 T( ~( v3 X8 o测试电机 A 相反向电动势最高点到 H1 的时间: @1 c( U- P- t+ Z! m

6 D. r. O0 i  @  o& h  R QY2JWXM%USWO~BJC{S[USMP.png + I- @$ E) h5 {+ G
' W4 D9 @) y+ O) P
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;
' f- v9 Z9 `/ b, t- j
" E7 @8 L2 f. ^! y# e2 |' I; q
1 x/ C7 }! A0 @# G- ~( {; {( Y- `% t- Q+ ?$ `& ?
该电机同步电角度:
3 x, t( z: E" J$ d" ^2 U
& {# v8 G4 p: K3 ~6 S& I& L! ] ]KJ[WX~K{3O~Q)LHWWGTL60.png % c6 O; Q5 \! V4 i
( D. q! k9 T. [' k, j  I
同步角度添加到代码
4 [1 ?/ M$ ~* f3 M" z8 A如果使用 Workbench 的话,添加到电机参数中,如下图:
2 l/ u* [# r; G) W" N; b4 i$ r) w5 J6 K$ }; n& |3 w& D- [  q8 B
@]HZ2F{}G~M9NR[[%[FT.png
: c6 M1 T# z2 @1 C1 I' N6 S& d6 m# P7 J: b+ d: H! s1 b3 j
如果直接写入程序中,则将数据写入 PMSM motor parameters.h 文件参数中. g$ i; y# W9 N2 S7 V
  1. #define HALL_SENSORS_PLACEMENT DEGREES_120 /*!<Define here the1 q6 U: [1 ~# `) g& v* H' @
  2. mechanical position of the sensors( T3 {# |9 N5 z
  3. withreference to an electrical cycle.% ]* A! X3 N) X: O8 b0 ?) N; q
  4. It can be either DEGREES_120 or
    $ P  i1 a0 }* N+ x
  5. DEGREES_60 */: Z& t8 \6 u0 B  z4 i8 F  b' ~: P4 {, z

  6. , X$ E' r5 |2 G* m6 E: D$ _
  7. #define HALL_PHASE_SHIFT 296 /*!< Define here in degrees
    0 @  z$ x( L! T9 o2 m6 ~- H! s
  8. the electrical phase shift between
    * E3 q. R: g: u- ^! F6 S. n, r
  9. the low to high transition of- _% a+ X. b! F+ i$ D
  10. signal H1 and the maximum of+ a/ D) @* V5 g( B
  11. the Bemf induced on phase A */
复制代码

- ]- V8 ^+ C# q! F0 @
* b7 e5 \. T. }' q% N; I
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