15万转无感FOC: 高压风机水泵吸尘器,冰箱空调压缩机

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

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: 306)

2023-10-27 16:41 上传

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如果不固定住，就要起飞了

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。

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。

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: 377)

2023-7-26 16:05 上传

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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。

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。

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 223.166.142.x 发表于 2023-6-7 21:43
角度很小时，角度值=正弦值=正切值，所以下图不求反正切，直接用 Vd/Vq 代替Theta_e 是否也可以？

正弦值 < 弧度值 < 正切值。 角度很小时，三者的值差不多，可以约等于。

理论上，我们需要减小实际角度与估计角度的偏差，所以计算出角度偏差做反馈量，引入的计算误差最小。
用正切值 Vd/Vq 虽然也可以，但实际角度偏差稍大，就会引入较大计算误差。现在的单片机计算能力很强，不必为了省一点点微不足道的计算量而损失精度。

思路打开，还有一种算法，就是用d轴反电势 Ed 做为后面 PLL 的输入，省掉了除法运算，但缺点是相同的实际角度偏差，反馈量受转速影响。

反正切+PLL ，角度校正量只与角度差成正比，与转速无关。

游客 58.49.24.x 发表于 2023-6-8 11:17
这部分调整思路本省就是有问题的，估算角度-实际角度，调整方法中很多地方用到了估算角度，前提条件是估 ...

能提出这个疑问，说明你用心思考了，先给你赞一个。
是“估计角度Estimate_Q_Position - 拖动角度Angle_q“

坐标变换函数用的 q 轴角度是 Angle_q，拖动时Angle_q 是代码控制值递增、没用估计角度，因为估计角度还不准。所以拖动时实际电流方向是Angle_q 。

拖动转起来后估计角度Estimate_Q_Position 慢慢准确了，即估算收敛了，但估计角度与 Angle_q 不一定重合，有个夹角，即:电流方向(Angle_q)与“磁铁垂直方向Estimate_Q_Position”有个夹角。



另外磁铁角度刚开始收敛时，估计位置若隐若现，角度时而准确、时而不准(角度数据跳动)，电流方向若立即使用估计角度，效果并不好， 逐步接近效果反而更好。