15万转无感FOC: 高压风机水泵吸尘器,冰箱空调压缩机

积分饱和

假如输出电压最高时，电机达到最快的 5Krpm，电流稳定在3A。如果设定转速此时是 6Krpm, 转速误差仍有1K, 转速 PI 运算中的积分运算，仍会一次次增加电流设定值，一直加到控制器电流上限，假如是 20A 。  

这时如果转速设定值突然变成 4Krpm，转速 PI 结果——设定电流，从20A慢慢往下降，在降到 3A 前，输出电压不会降，所以转速不会降、保持5Krpm。只有电流降到 3A 再降时，输出电压才开始降，转速也才开始从 5k 往下降。 转速控制会有一个长时间的滞后才反应过来。这就是积分饱和、造成的不良后果。
一个性能优良的电机控制代码，一定有积分抗饱和运算。

用新唐 M451 做的一个 24V 的空气泵，无感 FOC 控制。

反复启动的视频

24V泵反复启动的视频.zip (5.72 MB, 下载次数: 154)

2024-6-2 17:05 上传

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示波器一大格是50ms,  可以看出，起动时间每次都不到 0.05秒。

高压无感 FOC 代码执行后，用 PinView 查看引脚配置

高压电机控制的 CPU 部分。

高压电机控制的功率驱动部分。



R114 的阻值按保护电流选取，取值 75欧时，保护电流 10A

高压电机控制的 AC/DC 部分。

高压电机控制的电源部分

24年4月26日以后更新的代码，完善了状态 3 起转。 下图可见，切同步较快。

压缩泵起转波形，50ms 内切同步，电流 PI 值可以稍大一点，以加快响应。


风机起转波形，0.2 秒切同步

状态 4 起转波形


从上图可见，收敛速度很快，电流方向追赶估算角度的速度有点慢。若要加快起转，就要缩短这段时间。

状态 4 起转流程图



锁定电流 CURRENT_MotorLock_f12 的取值：大小让重载时能转得动。
锁定时间 TIME_MotorLock 的取值： 反转最大角度时，能转到位。比如想逆时针转，电流在 12点锁定，此时磁铁若在8点会是最大反转角度，锁定时长要让磁铁转到12点差不多。先用电流半值驱动，是让轻载时减缓转速、减轻在 12 点左右的来回抖动。

线性加速度 PULL_Ommega_Inc_f16 的取值，重载起动时(起转较慢), 拖动最少的圈数能起转成功，一般两三圈, 或四五圈就能同步。
轻载时磁铁跟得紧，线性加速度若取值小，要到转速较高时、要转很多圈电流方向才能追上Q轴，就用指数加速度加快电流增速。逐步增加指数加速度值，让轻载能较快同步。

拖动转速上限 PULL_Ommega_Max_f16 ：比最小能同步的转速高一点。比如在500 rpm 以下无法同步转，则拖动转速上限可取值700rpm 以上。
拖动转速下限 PULL_Ommega_Min_f16 ： 一般比最小同步转速小一点。比如500rpm以下无法同步转动，则拖动转速下限可取值 300rpm以下。高于此转速才判断是否同步。