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理論基礎(chǔ)

仿真實(shí)現(xiàn)

硬件實(shí)現(xiàn)

總結(jié)

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理論基礎(chǔ)

參考Microchip AN1299 《PMSM ?無傳感器 FOC的單分流三相電流重構(gòu)算法》，詳細(xì)的理論可以參考這個(gè)文檔，這里只簡單總結(jié)一下。單電阻采樣的核心就是要在一個(gè)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩相電流的采樣并通過基爾霍夫定律計(jì)算得到第三相電流，達(dá)到電流重構(gòu)的目的，只是在重構(gòu)過程中需要考慮采樣窗口的分配。采樣點(diǎn)需要考慮 避開開關(guān)產(chǎn)生的電流噪音。如下圖，以扇區(qū)3為例：

?放大后，下面兩個(gè)點(diǎn)T1,T2就可以得到兩相的電流信息。可以通過硬件電路推算出對應(yīng)兩相的電流值。

?T1時(shí)刻，導(dǎo)通和電流對應(yīng)如下：

?Ic=IBus

?

?Ia=-Ibus

?Ib=0-Ia-Ib?

其他幾個(gè)扇區(qū)同理操作

仿真實(shí)現(xiàn)

通過理論構(gòu)建采樣重構(gòu)模型

?如下，重構(gòu)了三相電流和實(shí)際電流，很明顯三相電流采樣不好，總會(huì)有幾個(gè)地方出現(xiàn)采樣錯(cuò)誤。

?展開可以看到，在扇區(qū)切換的附近，有兩個(gè)PWM幾乎重疊在一起，這樣的話只能采樣到一相電流，不能重構(gòu)出三相，導(dǎo)致采樣錯(cuò)誤

?解決方法有很多，如ST的方案是通過PWM變形，空出采樣窗口，也有通過移相空出采樣窗口，對于不同的MCU需要配合ADC和定時(shí)器的功能進(jìn)行合理安排。這里仿真通過移相的方式來進(jìn)行處理。如下圖所示：?不管是移相，還是ST的變形操作，目的就是錯(cuò)出采樣窗口，達(dá)到一個(gè)周期采樣兩相電流的目的。

通過移相后，重構(gòu)出來的三相電流如下：

?到此，Simulink仿真的單電阻電流重構(gòu)原理就實(shí)現(xiàn)了?????

硬件實(shí)現(xiàn)

1.?輸出電壓會(huì)被限制，也就是說相比于雙電阻或三電阻，單電阻的電壓利用率會(huì)低一些，為了空出足夠的采樣窗口，不能把占空比跑太滿，實(shí)際硬件中需要考慮開關(guān)產(chǎn)生的振蕩，而仿真的電流是很理想的，實(shí)際硬件一般振蕩會(huì)有2-3us，取決于硬件特性，需要在實(shí)際的硬件上測量。

2. 低調(diào)制比的時(shí)候三相下橋幾乎相等，需要移相的時(shí)候錯(cuò)出兩個(gè)采樣窗口, 會(huì)引入一定的諧波。

3?. 有些MCU需要考慮定時(shí)器和ADC是否能完成觸發(fā)和移相的操作，至于于變形目前就ST和NXP的MCU有此功能。

4. 實(shí)際的單電阻諧波會(huì)有些大，有時(shí)候用于3電阻采樣的電流濾波電路參數(shù)可以正常工作，但是才用單電阻后需要調(diào)整，避免電流采樣波形不干凈。

總結(jié)

從仿真看單電阻難點(diǎn)在地硬件的優(yōu)化，軟件采樣點(diǎn)的選取等，還有FOC的執(zhí)行效率。這里通過仿真把基礎(chǔ)原理實(shí)現(xiàn)，硬件上跑還需要考慮PWM發(fā)波和ADC的觸發(fā)機(jī)制。對于觀測器和其他的電機(jī)算法完全可以適用于單電阻。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Simulink 电机控制：单电阻采样三相电流重构算法仿真总结的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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