无感FOC代码: 调试简单,起转顺利

Angus · 发表于 2025-8-4 22:50:12

顺风起转

发表于 2025-8-6 10:51:51

Angus 发表于 2025-6-12 22:20
普通启动过程
第一步先把磁铁吸到0度，或某个角度，这一步代码在状态5

能否讲下快速启动方式

发表于 2025-8-6 11:02:58

能否讲下其中的死区补偿和谐波补偿一直不是很理解

Angus · 发表于 2025-8-8 17:51:11

单电阻方式，在下图红线处测电流，先测A相，第二次测 A+B 相电流，就可以进行电流重构了。

但是如果，AB 相占空比很接近，怎么测呢？

中间开槽是一个办法。如下图，AB 两相占空比很近, 就加宽A 相占空比，同时在A 相中间开槽。三相输出电压001增加了，由中间的 110 抵消，输出电压不变。

如果 AB 占空比都接近 100%, 比如输出电压在60度、并且占空比都接近100%, A 相占空比无法再加宽怎么办呢？那就采用角度交替偏移法。

电压角度 60度时，实际输出电压角度让其在 50度和70度交替，两个PWM 周期平均角度还是 60度。

具体做法是在 SVPWM 计算时，输入的角度 = Angle_q - 10，下个周期用的角度 = Angle_q +10 （偏移角度可按 Angle_q 离60度的远近调整）。

我们做了个测试，让 SVPWM 计算用的角度，不停左右摆动，电机依然正常转动。

波形展开，或放大，电流增加了一点高频分量

Angus · 发表于 2025-9-1 11:11:11

本帖最后由 Angus 于 2025-9-2 11:11 编辑

2025年9月1日的更新，优化了电压饱和的判断，让弱磁控制更稳定。

代码中 MTPA 控制角和弱磁控制角是分开的。未进入弱磁控制前，让 MTPA 角度等零就是 Id=0 控制。若允许超前角非0，输出电压饱和后，就进入弱磁控制。

若同时使用 MTPA 控制和弱磁控制，启动后，电流向量的运行轨迹是从 A 到 B 点，再到 C 点。如果负载较轻，C点可能输出电压已达最大值但电流未到最大值，此时若实际转速未到设定转速，则超前角开始一步步增大，同时电流幅值也增大，运行到 D 点，若实际转速仍未到设定转速，超前角再次一步步增大，运行到 E 点。

在 E 点稳定运行时，若负载变重，则超前角会一步步减小，回到 D 点；若负载再次变重，沿电流极限圆运行到 G 点。即：负载变化时，电流向量轨迹会在 G,D,E 之间摆动，处在恒功率运行状态，这种工作方式轻载时转矩大，一般用于工业传动带、汽车等行业，负载突然变大时（传动带突然加物料，汽车在山路行驶突然上坡）转速响应快，缺点是轻载时能耗高。

代码中如果让超前角 Angle_Fai 总是=0，即不做弱磁控制、仅做 MTPA 控制，负载变化时，电流向量轨迹是 G，C，B 这样变化。这种方式，轻载时转矩小，负载突然变大时，转速响应慢，优点是轻载时节能。

Angus · 发表于 2025-9-6 09:00:04

本帖最后由 Angus 于 2025-9-6 11:11 编辑

弱磁测试
测试电机 Lq = 15200 uH，Ld = 6870 uH 。是一个 220V 的电机。用新唐带隔离功能的 NuLink 仿真器，进入仿真状态，实时查看变量的值。
不用弱磁功能，让超前角 Angle_Fai = 0 ; 设定转速 3500RPM，可以看到最大只能到 3282RPM。

电压上限保留4位小数是 0x4B90，实际输出电压 Vq/Vd 的模已到 0x4B8C，这里有求模开平方的误差。输出饱和计数已累加到30，输出已多次饱和。

使能弱磁功能，可以看到实际转速可以到 3700RPM, 超前角数据 12288，是 67.5 度。

xxx715 · 发表于 2025-9-20 22:15:23

游客 220.196.194.x 发表于 2022-1-10 21:39
调速旋钮刚好在最小启转值附近时，可能因数据抖动，造成启转、停转、启转、停转现像。为了防止这种现象，将 ...

谢谢分享支持共享

Angus · 发表于 2025-11-12 18:06:41

本帖最后由 Angus 于 2026-3-22 22:16 编辑

快速起转的思路。

普通起动的思路是先吸到固定位置，再均加速拖动。惯性较大的风机，吸到固定位置稳定下来，需较长时间。大风机的快速启转，就成了无感 FOC 控制的一个难点。

一，方波启动较快，有人先方波启动，启动成功后，再变成 FOC 的方式，缺点是要增加检过0电路。

二，有人用打脉冲的方式，判断静止状态时磁铁位置，知道磁铁初始位置，就可省去启动开始吸定位的时间，可以很快启动成功。此法缺点是打脉冲时电流小了位置测不准，电流大了会有响声。

三，有人用高频注入法，通过注入高频电压，测量滤波得到高频电流，用高频电流估算出磁铁位置，可以实现静止和低速时知道磁铁位置，启动就很顺且快了，此法缺点是算法复杂，调试也很繁琐。

用 M451 做过项目、仔细看过 M451 无感 FOC 代码的人都知道，我们是每转一个扇区就调整一次转速和电流，甚至会出现拖动角度突变或短暂的等待，如此电流角度很快追踪Q轴达到同步的。即使启动前在顺风正转或逆风反转，无需测量转速或角度，也能很快调整到同步。

厨房排烟机M451代码启动视频1.zip (6.94 MB, 下载次数: 496)

厨房排烟机M451代码启动视频2.zip (3.52 MB, 下载次数: 470)

厨房排烟机M451代码启动视频3.zip (4.47 MB, 下载次数: 485)
排烟机代码下载，见后面回贴

Angus · 发表于 2025-11-30 10:53:32

本帖最后由 Angus 于 2025-12-2 16:38 编辑

PWM1_CH2，PWM1_CH3 输出相位差180度的波，用于做双路交错式 PFC, 可降低输出纹波，同时最大功率增大一倍。

ADC 中断函数有两个，一个控制电机转动，另一个做 PFC 控制。

Angus · 发表于 2026-1-11 11:33:13

本帖最后由 Angus 于 2026-3-22 22:22 编辑

Angus 发表于 2025-11-12 18:06
快速起转的思路。

普通起动的思路是先吸到固定位置，再均加速拖动。惯性较大的风机，吸到固定位置稳定下来 ...

这个排烟机的代码：

M451_FOC_V26_IEC60730_Fan.zip (476.14 KB, 下载次数: 344) ，已含必须用汇编语言写的 60730 认证函数。

IPM 的 VFO 引脚内有个常温85K的热敏电阻, 外加30K上拉电阻 R301。
常温时热敏电阻值=85K, 引脚电压约 5V * 85/(85+30) =3.7V。
当 IPM 温度=85度时，热敏电阻约7.5K,  引脚电压 5*7.5/(7.5+30) =1V。
温度信号经 R222,C216(RC=20us)滤波后接 ADC——M451 的 PB6,  测量 IPM 的温度。

短路时 VFO 输出 40us 的0电平(低于 0.5V)。经 R302 和 C308 （RC=0.1us）消抖后接 M451 的模拟比较器输入端——第1脚 PB5，配置为电压低于 5v/6 =0.83V 时比较器输出低电平再经 R231,C221 （RC=1us）连到break 引脚——PD2，触发硬件短路保护中断 BRAKE0_IRQHandler() 。
IPM 驱动电压过低时 VFO 输出低电平，ADC 中断里若读到 PD2 连续多次低电平，就置位驱动电压过低标志 Stop_Runing |= Stop_15V_LOW;  main()函数里解除短路保护。当然驱动电压低也不会转动。

运放把采样电阻上的电压信号放大了5倍。运放输入端 RC 滤波常数 0.6K * 0.22n = 0.132us，滤一下电流信号中的开关振荡，运放输出端的滤波常数再大一倍 0.51K*0.47n =0.24us。

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