15万转无感FOC: 高压风机水泵吸尘器,冰箱空调压缩机

查表法 MTPA 控制，要先按下式计算出不同电流 Is 下的超前角，做成一个表格。



电机的电阻和电感，都好测量，但磁链常数怎么测量呢？



电机参数里，会给出反电势常数 Ke,  可以按下式求出磁链常数，这里频率 f 是每秒的转速，不是每分钟的转速。

如果不知道电机的参数, 测量磁链常数的最好办法是，用另一个电机拖动，用出示波器测出反势电压峰值，再按上式算出磁链常数。



如果找不到合适的方法用另一个电机拖动，可以让电机空载转起来，采用 Id=0 的控制方式。用下式求出磁链常数。

电机均速转时，Iq 是个常数，求导=0，第一个公式，等号右边前两项=0,  公式就成了下式：

上式等号右边是反电势。转速高时反电势高、计算误差小。
这样就可求出电机的磁链常数了。

在新唐 M451 无感 FOC 的代码中，反电势数值是变量 EMF_Multi_Unit_Magnify , 此变量每个PWM 周期估算位置时更新一次，对此变量低通滤波后，就得到一个稳定的反电势数值。

积分抗饱和运算

如果电机转速已到最大，而设定转速仍比实际转速大，转速 PI 的积分计算仍一直增加电流设定值，最终电流设定值加到上限，可能比电流实际值大很多倍。如下图电流设定值一直加到了高位 =0x0019，十进制的25，比电流实际值 Iq_Measure 的高位= 2，大了12倍多。

这时如果设定转速 RPM_Set 调到 4767 以下，电流设定值要很久才能降到电流实际值以下，而这期间转速不会下降，这就是积分饱和引起的调节滞后，不好的使用体验。




假如本次转速误差 Err_Spd =K，K>0,  
下次 PI 运算时前 Err_Spd_Last = Err_Spd = K ; 到时候若转速设定值与转速实际值一样，即 Err_Spd = 0 ;  则转速 PI 运算就是
temp32 = (Err_Spd - Err_Spd_Last)*Kp_Speed +Err_Spd*Ki_Speed = -K * Kp_Speed ;   
如果下次刚好能让“电流设定值 = 电流实际值”, 那么就不会积分饱和。

即本次转速 PI 计算的电流值若等于下式，下次转速 PI 运算就可以把增量减去，不会积分饱和


本次电流设定值 =  K * Kp_Speed + 电流实际值 = Err_Spd * Kp_Speed + 电流实际值 ;  // 这个是本次电流设定值的上限


K 值取多少呢？ 因转速控制精度1%以下，可取转速最大值的 1/64。所以有以下积分抗饱和运算代码：



这段代码的执行效果如下图，电流设定值只增加到实际值的 2.7 倍，这是下次能一次把电流误差回调到 0 的值。

main() 主循环中，电机启动流程


更新转速设定值 RPM_Set ，不是一个很紧急的事件，在 main() 主循环中，按旋钮 ADC 值确定转速设定值 RPM_Set 是多少。

在main() 主循环代码中，电机可能在同步转，也可能未在同步转。



一，如果电机在同步转（Motor_Status 的 bit4 非0)，下图318行，做以下事情：
如果 RPM_Set  <= 0,  说明电机已在停转降速中，这时需判断一下，若转速已降到最小值以下，就去状态 1 刹车停转。
如果 RPM_Set >0,  这里不需要做什么。电流大小由SysTick 中断里、转速 PI 计算结果决定；电压角度和 PWM 输出占空比，由 ADC 中断里计算、输出。

二，如果电机未在同步转， 下图327 行，要么不需要起动(RPM_Set <= 0)，要么需要启动(RPM_Set >0)。



1>，如果不需要起动(RPM_Set <= 0)，又已在起动流程（状态3,4,5,6），则直接刹车停转(335行, 去状态1)、或关功率管(去状态0)就行了。
       如果未在启动流程，未转、也未在启转，就判断是否取消故障状态，转向开关是否变了，等等。

2>，如果需要起动、又未在启动流程，执行到 362 行，先调用函数 Test_Period() 判断是否已顺风吹转，若是则跳转到状态6，顺风起转。若未顺风转，跳转到状态 2 先给自举电容充电，充电结束后，在状态 2，按宏定义决定跳转到状态 3 开始 V/F 起转、还是跳转到状态 5 ( 再跳转到状态4)  开始 I/F 起动。

     若需要启动，又已在启动流程，这里就不需要做什么了，ADC 中断里、启动代码会变换状态。