Запуск 3-фазных электродвигателей переменного тока в разомкнутой системе управления и калибровка смещения АЦП

Этот пример использует регулирование без обратной связи (также известное как скалярное управление или В/Гц управление), чтобы запустить двигатель. Этот метод изменяет напряжение статора и частоту, чтобы контролировать скорость ротора, не используя обратной связи от двигателя. Можно использовать этот метод, чтобы проверять целостность аппаратных связей. В разомкнутой системе поддержания постоянной скорости используется источник питания двигателя с постоянной частотой. Для Разомкнутой системе управления скоростью нужен источник питания переменной частоты, чтобы контролировать скорость ротора. Чтобы гарантировать постоянство магнитного потока статора, сохраните амплитуду напряжения питания пропорциональной ее частоте.

Блок управления приводом разомкнутого контура не имеет способности рассмотреть внешние условия, которые могут влиять на частоту вращения двигателя. Поэтому система управления не может автоматически откорректировать отклонение между желаемым и фактической частотой вращения двигателя.

Эта модель запускает двигатель при помощи алгоритма управления двигателем разомкнутого контура. Модель помогает вам начать работу с Motor Control Blockset™ и проверить настройку оборудования путем запуска двигателя. Целевой алгоритм модели также читает значения ADC из датчиков тока и отправляет эти значения в модель хоста при помощи последовательной передачи.

Можно использовать эту модель для:

  • Проверяйте возможность соединения с целью.

  • Проверяйте последовательную передачу с целью.

  • Проверьте аппаратную и программную среду.

  • Проверяйте смещения ADC на датчики тока.

  • Запуска нового двигателя с инвертором и первой настройки целевого устройства.

Модели

Пример включает эти модели:

Можно использовать эти модели и для симуляции и для генерации кода. Можно также использовать open_system команду, чтобы открыть модели Simulink®. Например, используйте эту команду для F28069M, базирующегося контроллер:

open_system('mcb_open_loop_control_f28069M_DRV8312.slx');

Для имен модели, которые можно использовать для различных аппаратных конфигураций, смотрите тему "Необходимое аппаратное обеспечение" в разделах "Генерация кода" и "Развертывание модели на целевом аппаратном обеспечении".

Необходимый MathWorks® Products

Симулировать модель:

1. Для моделей: mcb_open_loop_control_f28069M_DRV8312 и mcb_open_loop_control_f28069MLaunchPad

  • Motor Control Blockset™

  • Fixed-Point Designer™

2. Для модели: mcb_open_loop_control_f28379d

  • Motor Control Blockset™

Сгенерировать код и развернуть модель:

1. Для моделей: mcb_open_loop_control_f28069M_DRV8312 и mcb_open_loop_control_f28069MLaunchPad

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder®

  • Embedded Coder® Support Package для процессоров Instruments™ C2000™ Техаса

  • Fixed-Point Designer™

2. Для модели: mcb_open_loop_control_f28379d

  • Motor Control Blockset™

  • Embedded Coder®

  • Embedded Coder® Support Package для процессоров Instruments™ C2000™ Техаса

  • Fixed-Point Designer™ (только необходимый для генерации оптимизированного кода)

Необходимые условия

1. Для BOOSTXL-DRV8323 используйте эти шаги, чтобы обновить модель:

  • Перейдите к этому пути в модели: / Открывают Цикл Инициализация Control/Codegen/Hardware.

  • Для LAUNCHXL-F28379D: Обновите блок DRV830x Enable от GPIO124 до GPIO67.

  • Для LAUNCHXL-F28069M: Обновите блок DRV830x Enable от GPIO50 до GPIO12.

2. Для BOOSTXL-3PHGANINV используйте эти шаги, чтобы обновить модель:

  • Для LAUNCHXL-F28379D: В панели Настройки mcb_open_loop_control_f28379d, логики включения инвертора набора к Активному Низко.

ПРИМЕЧАНИЕ: При использовании инвертора BOOSTXL-3PHGANINV, гарантируйте, что соответствующая изоляция доступна нижнему слою BOOSTXL-3PHGANINV и плате LAUNCHXL.

Модель симулируется

Этот пример поддерживает симуляцию. Выполните эти шаги, чтобы симулировать модель.

1. Откройте модель, включенную с этим примером.

2. Нажмите работает на вкладке Simulation, чтобы симулировать модель.

3. Нажмите Data Inspector на вкладке Simulation, чтобы просмотреть и анализировать результаты симуляции.

Сгенерируйте код и разверните модель в целевой компьютер

В этом разделе приведены инструкции для генерации кода и запуска двигателя при помощи регулирования без обратной связи.

Пример использует хост и целевую модель. Модель хоста является пользовательским интерфейсом к плате оборудования контроллеров. Можно запустить модель хоста на хосте - компьютере. Необходимое условие, чтобы использовать модель хоста должно развернуть целевую модель в плату оборудования контроллеров. Модель хоста использует последовательную передачу, чтобы управлять целевой моделью Simulink® и запустить двигатель в управлении с обратной связью.

Необходимое оборудование

Этот пример поддерживает эти аппаратные конфигурации. Можно также использовать целевое имя модели, чтобы открыть модель для соответствующей аппаратной конфигурации от командной строки MATLAB®.

Для связей, связанных с предыдущей аппаратной конфигурацией, см. настройку платы управления F28069.

  • Контроллер LAUNCHXL-F28379D + (BOOSTXL-DRV8301 или BOOSTXL-DRV8305 или BOOSTXL-DRV8323 или BOOSTXL-3PHGANINV) инвертор: mcb_open_loop_control_f28379d

Чтобы сконфигурировать модель mcb_open_loop_control_f28379d, установите поле Inverter Enable Logic (в панели Настройки целевой модели) к:

  • Активный Высоко: использовать модель с BOOSTXL-DRV8301 или BOOSTXL-DRV8305 или инвертором BOOSTXL-DRV8323.

  • Активный Низко: использовать модель с инвертором BOOSTXL-3PHGANINV.

Для связей, связанных с предыдущими аппаратными конфигурациями, см. LAUNCHXL-F28069M и Настройки LAUNCHXL-F28379D.

Примечание:

  • Этот пример поддерживает любой тип трехфазного электродвигателя переменного тока (СДПМ или асинхронный) и любой тип инвертора, присоединенного к поддерживаемому оборудованию.

  • Некоторые PMSMs не запускаются на более высоких скоростях, особенно когда вал загружается. Чтобы решить этот вопрос, необходимо применить больше напряжений, соответствующих данной частоте. Можно использовать эти шаги, чтобы увеличить приложенные напряжения в модели:

1. Перейдите к этому пути в модели: / Разомкнутый контур Control/Control_System/VabcCalc/.

2. Обновите коэффициент усиления Correction_Factor_sinePWM на 20%.

3. Из соображений безопасности регулярно контролируйте вал двигателя, ток и температуру двигателя.

Сгенерируйте код и запущенную модель, чтобы реализовать регулирование без обратной связи

1. Симулируйте целевую модель и наблюдайте результаты симуляции.

2. Завершите аппаратные связи.

3. Откройте целевую модель для аппаратной конфигурации, которую вы хотите использовать. Если вы хотите изменить настройки аппаратной конфигурации по умолчанию для целевой модели, смотрите Параметры конфигурации Модели.

4. Обновите эти параметры двигателя в панели Настройки целевой модели.

  • Количество пар полюсов

  • Частота PWM [Гц]

  • Номинальная скорость [об/мин]

  • Тип данных для алгоритма управления

  • Логика включения инвертора (доступно только в mcb_open_loop_control_f28379d предназначаются для модели),

5. Загрузите пример программы к CPU2 LAUNCHXL-F28379D, например, программа, которая управляет синим CPU2 Во главе с использованием GPIO31 (c28379D_cpu2_blink.slx), чтобы гарантировать, что CPU2 по ошибке не сконфигурирован, чтобы использовать периферийные устройства платы, предназначенные для CPU1.

6. Click Build, Deploy & Start на вкладке Hardware, чтобы развернуть целевую модель в оборудование.

ПРИМЕЧАНИЕ: Проигнорируйте предупреждающее сообщение "Многозадачная опция хранилища данных на странице Diagnostics Диалогового окна Параметра конфигурации, не ни один" отображенный советником модели, путем нажатия кнопки Always Ignore. Это - часть намеченного рабочего процесса.

7. Кликните по гиперссылке модели хоста в целевой модели, чтобы открыть связанную модель хоста. Можно также использовать open_system команду, чтобы открыть модель хоста. Например, используйте эту команду для F28069M, базирующегося контроллер:

open_system('mcb_open_loop_control_host_model.slx');

Для получения дополнительной информации о последовательной передаче между хостом и целевыми моделями, смотрите Целевую Хостом Коммуникацию.

9. Выберите цель (любой TI F28069M, TI F28379D, или Other) в области Target Selection модели хоста.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы выбираете Other, можно ввести Скорость в бодах для целевого компьютера, который вы используете в Хосте Последовательное диалоговое окно параметров блоков Setup.

8. В Хосте Последовательное диалоговое окно параметров блоков Setup модели хоста выберите имя Port.

10. Введите значение Задающей скорости в модель хоста.

11. Нажмите работает на вкладке Simulation, чтобы запустить модель хоста.

12. Смените положение переключателя Start / Stop Motor к На, чтобы начать запускать двигатель.

13. После того, как двигатель запускается, заметьте, что ADC значит${I_a}$ и${I_b}$ токи в Time Scope.

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот пример не может позволить двигателю запускаться на полную мощность. Начните запускать двигатель на маленькой скорости. Кроме того, рекомендуется изменить Задающую скорость в небольших шагах (например, для двигателя, имеющего номинальную скорость 3 000 об/мин, начните запускать двигатель на уровне 500 об/мин и затем увеличьте или уменьшите скорость с шагом 200 об/мин).

Если двигатель не запускается, смените положение переключателя Start / Stop Motor на Off, чтобы остановить двигатель и изменить Ссылочную Скорость в модели хоста. Затем смените положение переключателя Start / Stop Motor на On, чтобы запустить двигатель снова.

Сгенерируйте код и запущенную модель, чтобы калибровать смещение ADC

1. Симулируйте целевую модель и наблюдайте результаты симуляции.

2. Завершите аппаратные связи.

3. Отсоедините провода трех фаз от аппаратных портов платы.

4. Откройте целевую модель для аппаратной конфигурации, которую вы хотите использовать. Если вы хотите изменить настройки аппаратной конфигурации по умолчанию для целевой модели, смотрите Параметры конфигурации Модели.

5. Загрузите пример программы к CPU2 LAUNCHXL-F28379D (например, программа, которая управляет синим LED CPU2 с помощью GPIO31), чтобы гарантировать, что CPU2 по ошибке не сконфигурирован, чтобы использовать периферийные устройства платы, предназначенные для CPU1.

6. Click Build, Deploy & Start на вкладке Hardware, чтобы развернуть целевую модель в оборудование.

ПРИМЕЧАНИЕ: Проигнорируйте предупреждающее сообщение "Многозадачная опция хранилища данных на странице Diagnostics Диалогового окна Параметра конфигурации, не ни один" отображенный советником модели, путем нажатия кнопки Always Ignore. Это - часть намеченного рабочего процесса.

7. Кликните по гиперссылке модели хоста в целевой модели, чтобы открыть связанную модель хоста.

8. В Хосте Последовательное диалоговое окно параметров блоков Setup модели хоста выберите имя Port.

9. Нажмите работает на вкладке Simulation, чтобы запустить модель хоста.

10. Заметьте, что ADC значит${I_a}$ и${I_b}$ токи в Time Scope. Средние значения количеств ADC являются коррекциями смещения ADC для токов${I_a}$ и${I_b}$. Получить средние (средние) значения количеств ADC:

  • В окне Scope перейдите к Инструментам> Измерения и выберите Signal Statistics, чтобы отобразить области Trace Selection и Signal Statistics.

  • При Выборе Трассировки выберите сигнал${I_a}$ (или)${I_b}$. Характеристики выбранного сигнала отображены в панели Статистики Сигнала. Вы видите среднее значение выбранного сигнала в поле Median.

Для примеров Motor Control Blockset обновите вычисленный ADC (или ток) значение смещения в inverter.CtSensAOffset и inverter.CtSensBOffset переменные в скрипте инициализации модели, соединенном с примером. Для инструкций смотрите Оценочные Усиления Управления от Параметров двигателя.

ПРИМЕЧАНИЕ: вычисленное смещение ADC зависит от значения усиления ADC inverter.SPI_Gain_Setting то, что вы конфигурируете в скрипте инициализации модели. Изменение усиления ADC также изменяет смещение ADC.