15万转无感FOC: 高压风机水泵吸尘器,冰箱空调压缩机

我用的M453板子，220V交流供电，采样电阻0.1欧姆，放大倍数5倍，由于驱动电路原因，PWM频率只能用7K左右，家用油烟机变频风机，电机相电阻20欧姆，Ld=50mH，Lq=50mH，电机是4对极，请教一下我怎么设置参数才可以初步转起来？

游客 116.30.102.x 发表于 2023-6-25 16:59
我用的M453板子，220V交流供电，采样电阻0.1欧姆，放大倍数5倍，由于驱动电路原因，PWM频率只能用7K左右， ...

这个贴子里有个 “M451无感FOC_V23.03代码说明” 文件。你先根据这个文件，把PWM 输出极性，电感参数，电流ADC常数，最大工作电流，等等参数配置正确。

转速PI 参数可以先小一点（加速度会小一点,容易起转），电流PI 参数按注释方法计算出具体值。

起转电流可取最大值的1/3~1/2，起转加速度设置可以小一点。就可以试着起转了。

你还可以电话或邮件向新唐技术人员咨寻细节，或带着实物到新唐办公室调试起转。

为简化代码逻辑，无论电机是转是停，都会估算角度并做SVPWM 计算，只是停转时关了功率管，起转时不用估算的角度(因角度还不准确)

状态机变量Motor_Status 的不同值，标识电机停转、起转、同步，等等各个状态，控制代码的执行分支。





无论电机在转、还是停，函数M451_FOC_Rekon() 每个PWM 周期都在执行完成以下三件事：
1>，更新角度偏差Theta_e
2>，估算磁体角度Estimation_Q_Position, 并计算出角度增量做函数返回值
3>，初步判断估算是否收敛：角度偏差(PLL的输入)Theta_e 若连续多次较小，就认为角度已收敛，变量Position_Explicit 写成非0值；若角度偏差较大就 Motor_Status &= ~0x30 清零 bit4/5

起转时，何时切同步转动，除了估算角度收敛之外，一般还有其它条件，比如转速超过某个最小值，已转过一定角度等等。

今天让一个电机反复改变转动方向，测试快速起转是否顺畅。无霍尔 FOC 控制，能做到这么快的改变转动方向，效果不错。上视频 Reverse.zip (2.96 MB, 下载次数: 554)

2023-7-26 16:05 上传

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我们测试过10万转吸尘器，测试过220V大风机，测试过不均匀转动的活塞压缩泵，测试过48V汽车空调压缩机，验证我们的观测器和起转方法的通用性，测试都没问题。

M451无感FOC方案特性：
1，磁链估计，比电流估计精度好。
2，dq轴估计，比静态坐标轴估计误差小，因为Ld,Lq是常量，而ab轴的电感是随角度变化的，静轴估计理论上就有误差。
3，反正切输入PLL, 比Ea*sin+Eb*cos 输入PLL好，因为前者的值只与角度偏差有关，而后者的值还受转速影响。
4，定点数运算比浮点运算快。电机最小电感仍可10uH以下。我们测试了电感9uH 的吸尘器，起转很好。
5，M4内核有除法指令，更有“抗饱和累加“指令，写代码方便，运算速度快。
6，M451工作电压范围2.5~5.5V， 宽工作电压范围，抗干扰能力强。

M451无感FOC方案，测试飞行器螺旋桨的视频，示波器上可看到电流波形正弦度很好

电调测试.zip (2.38 MB, 下载次数: 491)

2023-10-27 16:41 上传

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如果不固定住，就要起飞了

Angus 发表于 2023-10-27 17:00
M451无感FOC方案，测试飞行器螺旋桨的视频，示波器上可看到电流波形正弦度很好

的确不错

这里讲一下短路保护代码。 逻辑关系有点绕，但工作可靠。
短路信号接到 PWM 的 Brake 功能引脚，短路时，PWM 输出立即关闭功率管、然后产生 Brake 中断。
进 Brake 中断后 811 行写标志，表明执行过Brake中断，用于中断外检查。
812 行写标志，表示关了功率管。如果干扰较强，可采用 BrakeCount 计数的方式，两次或三次 Brake 信号确定是短路了，就保持关功率管关闭。 如果硬件做的好(比如用IPM)短路信号没有干扰，一次 Brake 信号就有效。

清除 Brake 中断标志 PWM0->INTSTS1 后 PWM 的输出就会恢复，不清除 Brake 中断标志退出中断后又会反复进 Brake 中断，所以 816行关了 Brake 中断再返回 ，这样即可保持功率管关闭，又不会反复进 Brake 中断了。  




Brake 中断里不能改写状态机 Motor_Status = 0, 因为Brake 中断优先级高，后续可能返回 ADC 中断又被改写，可能打乱 ADC 里的状态机。在中断外、主循环里有“是否发生 Brake ”的检查和后续处理，如下 297 行在这里，改写Mortor_Status =0 才是可靠的。296行把 Stop_Runing 相应位写1，后面检查此标志，RPM_Set 会一直赋值为停转值，不再起转。



以后，只要 Stop_Runing 不清0，406行都会把转速设定值 RPM_Set 写成 <=0 的停转值，Motor_Status 会保持在0、电机自由停转，不会再重新启转。



执行到 343 行时，检查短路是否已解除。 若短路保护已解除，即 Brake_No_Resume =0 了，这里清除 Brake 中断标志PWM0->INTSTS1 、恢复 PWM 输出，重新使能 Brake 中断。Stop_Runing 的短路标志也清除，但此时 Motor_Status=0，因在ADC 中断里有 PWM0->MSKEN = 0 ， PWM 引脚输出仍保持着关闭功率管。



功率管如果用的是 IPM , 短路时 Fo 输出几十 us 低脉冲，然后输出高。如果是15V 太低，Fo 会持续输出低，二者都会产生 Brake,  所以, 如果后续检测到是 15V 太低，不是短路，也解除短路保护。

如果没有其它错误，Stop_Runing=0, 后续转速设定值 RPM_Set 就可以正常赋值了。一切从新开始，由 RPM_Set 的值决定是否启转。

起转时，即可以线性加速，也可以指数加速。
线性加速的好处是，起转时，如果想让转速慢慢稳定增加，就采用线性加速。

起转开始时，位置不收敛，转速较低，执行63~64行代码，转速逐步增加。
转速低于上限时，64行是线性加速。63行，转速增加一个百分比，这是指数加速度。
然后83行Pull_Ommega_f16 去掉16位小数，加到“位置”角度值 Angle_q 上。  



调用函数时，如果实参一用0值，63行转速增加百分比=0，就取消了指数加速，转速仅线性增加。