RA6T2無傳感器矢量控制應用筆記 [3] 控制程序描述 (1)

3. 控制程序描述

介紹本應用筆記的目標軟件。

3.1 控制的內(nèi)容

3.1.1 電機啟動/停止

電機的啟動和停止通過來自“Renesas Motor Workbench”或SW1的輸入控制。

為SW1指定一個通用端口，并根據(jù)其電平控制電機運行。

“高”電平 à 電機啟動

“低”電平 à 電機停止

3.1.2 A/D轉(zhuǎn)換器

1、電機轉(zhuǎn)速參考值

電機的轉(zhuǎn)速命令值通過來自“Renesas Motor Workbench”的輸入或VR1的輸出值（模擬值）來確定。來自VR1的轉(zhuǎn)速命令值的測量如下表所示。

表3-1 轉(zhuǎn)速參考值的轉(zhuǎn)換比

2、逆變器總線電壓

逆變器總線電壓的測量如下表所示。此電壓用于計算調(diào)制比以及過電壓和欠電壓檢測（出現(xiàn)異常時PWM停止）。

表3-2 逆變器總線電壓轉(zhuǎn)換比

3、單電阻時的相電流

相電流的測量如表3-3所示，用于矢量控制。

表3-3 相電流轉(zhuǎn)換比

注：

有關A/D轉(zhuǎn)換特性的更多詳細信息，請參見“RA6T2系列用戶手冊：硬件”。

3.1.3 調(diào)制

本應用筆記的目標軟件采用脈寬調(diào)制（下文中稱為 PWM）來生成電機的輸入電壓。PWM波形通過三角波比較方法來生成。

1、三角波比較方法

三角波比較方法用于輸出電壓命令值。通過該方法，輸出電壓的脈寬可通過比較載波波形（三角波）與電壓命令值波形來確定。當電壓命令值大于或小于載波波形時，可通過相應接通或關斷開關的方法來輸出近似正弦波的電壓命令值。

圖3-1 三角波比較方法概念圖

如圖3-2所示，輸出電壓脈沖時間與一個載波周期之比稱為占空比。

圖3-2 占空比定義

調(diào)制系數(shù)“m”定義如下。

所請求的控制可通過將此調(diào)制系數(shù)設置為確定PWM占空比的寄存器值來執(zhí)行。

3.1.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)換

圖3-3是無傳感器矢量控制軟件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。在本應用筆記的目標軟件中，軟件狀態(tài)受“系統(tǒng)模式”控制。電機1和2的控制方法相同。

圖3-3 無傳感器矢量控制軟件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

1、系統(tǒng)模式

“系統(tǒng)模式”指示系統(tǒng)的運行狀態(tài)。每當有事件發(fā)生時，狀態(tài)都會轉(zhuǎn)換?！跋到y(tǒng)模式”具有3個狀態(tài)：電機驅(qū)動停止（非活動）、電機驅(qū)動（活動）和異常狀況（錯誤）。

2、事件

在每種“系統(tǒng)模式”下有“事件”發(fā)生時，“系統(tǒng)模式”都會根據(jù)具體“事件”發(fā)生變化，如上圖3-3所示。各個事件的發(fā)生原因如下所示。

表3-4 事件列表

3.1.5 啟動方法

圖3-4顯示了無傳感器矢量控制軟件的啟動控制。每種模式均通過管理d軸電流、q軸電流和速度的各個參考值的標記來控制。

圖3-4無傳感器矢量控制軟件的啟動控制

3.1.6 系統(tǒng)保護功能

本控制軟件具有以下錯誤狀態(tài)，發(fā)生相應錯誤時執(zhí)行緊急停止功能。表3-5列出了系統(tǒng)保護功能的各個軟件閾值。

1、過電流錯誤

有兩種過電流保護。

硬件OCP：檢測到來自硬件的緊急停止信號時，PWM 輸出端口被自動設置為高阻抗輸出（無軟件干預）。

軟件OCP：在過電流監(jiān)控周期內(nèi)對 U、V和W相電流進行監(jiān)控。檢測到過電流時，CPU執(zhí)行緊急停止。

2、過電壓錯誤

在過電壓監(jiān)控周期內(nèi)對逆變器總線電壓進行監(jiān)控。檢測到過電壓（電壓超出過電壓限值）時，CPU執(zhí)行緊急停止。這里的過電壓限值在設置時會將檢測電路電阻值的誤差考慮在內(nèi)。出現(xiàn)此誤差時，CPU在出錯的電機一端執(zhí)行緊急停止。

3、欠電壓錯誤

在欠電壓監(jiān)控周期內(nèi)對逆變器總線電壓進行監(jiān)控。檢測到欠電壓（電壓低于限值）時，CPU執(zhí)行緊急停止。這里的欠電壓限值在設置時會將檢測電路電阻值的誤差考慮在內(nèi)。出現(xiàn)此誤差時，CPU在出錯的電機一端執(zhí)行緊急停止。

4、超速錯誤

在轉(zhuǎn)速監(jiān)控周期內(nèi)對轉(zhuǎn)速進行監(jiān)控。當速度超出限值時，CPU執(zhí)行緊急停止。出現(xiàn)此誤差時，CPU在出錯的電機一端執(zhí)行緊急停止。

表3-5 系統(tǒng)保護功能的設置值

未完待續(xù)_