STSPIN32F0601（内置MCU及IGBT驱动）高压电机板：三电阻FOC驱动...

3万 · 2020-1-2 11:15

本帖最后由 mmuuss586 于 2020-1-3 09:58 编辑

STSPIN32F0601（内置MCU及IGBT驱动）高压电机板：三电阻FOC驱动无感/有感/电位器调速程序/代码/教程/原理图等所有资料开源分享
（310V/2A：不支持电机参数识别）
资料下载见附件，电脑登入

3万 · 2020-1-2 11:37

一、硬件说明

1.1图纸说明

3万 · 2020-1-2 11:37

5V稳压电路：就给霍尔传感器或编码器供电用，如果是无感启动不用；
尽量选择高频率DCDC的转换芯片，频率越低更容易引入一些噪声；
母线电容：100uF对应1A左右，有空间的尽可能大；
IGBT：选的是国产600V/15A，国产IGBT最好留至少5倍余量，也就是尽量不要超过3A，如果是进口IGBT模块至少3倍余量；
合金电阻：选用的是纯合金电阻，非普通的功率电阻。

3万 · 2020-1-2 11:38

1.2硬件布线
电流采样一定要采用差分走线；特别是地线（电流采样电路适当的加滤波电容）；
PWM输出线和电流采样线尽量不要交叉；

3万 · 2020-1-2 11:39

1.3安全说明
*电源输入供电：采用隔离变压器或隔离的交流电源或隔离的高压开关电源供电；
*电脑供电：尽量用笔记本电脑，且电脑的电源不用接（用电池供电，避免电源的地都通在一起，烧坏笔记本或端口）；
*仿真器或调试器：通过USB隔离或采用隔离的仿真器；
*示波器调试说明：尽量用电池供电示波器或示波器的电源线接地线不要接（三芯插头中间的接地线）；
*板子及带电端口：不要用手触摸，以免被电到。

3万 · 2020-1-2 11:39

1.4接线说明

3万 · 2020-1-2 11:40

板子
V+或AC L:接电源正+
V-或AC N:接电源正-
U:接电机U或A
V:接电机V或B
W:接电机W或C
HA:接电机霍尔传感器U或编码器A（对应550W伺服电机编码器：4脚）
HB:接电机霍尔传感器V或编码器B（对应550W伺服电机编码器：3脚）
HC:接电机霍尔传感器W（对应550W伺服电机编码器：2脚）
GND或0V：接电机传感器接口GND（对应550W伺服电机编码器：5脚）
+5：接电机传感器接口5V（对应550W伺服电机编码器：14脚）
ST LINK的SWD及串口接线说明:
按上图所示一对一接线即可（ST LINK背面朝向），RST和3.3V电源可不接。

3万 · 2020-1-2 11:42

一、软件说明

新建工程板子选择

选择控制板和驱动板一体的：EVSPIN32F0601S3

3万 · 2020-1-2 11:42

选择对应的电机参数（需要用IPM05板测试电机参数或其它方法保存电机参数：会自动添加参数到此处）：

3万 · 2020-1-2 11:43

保存工程到需要的文件夹：

3万 · 2020-1-2 11:44

驱动界面设置（F0内核计算能力有限）：
降低PMW频率：设置为15K以下
死区时间：默认为800nS，用的国产芯片可改为1200nS
目标速度：设置为1183，可设置为额定速度的15%到85%左右，太低会无法启动；太高启动电流太大；
PWM计算周期：改为2，F0计算太慢
截止频率：改为3000左右，由于单电阻和F0计算慢取2000或1000

3万 · 2020-1-2 11:44

三、调试补充说明
最好先确定下电机参数（电机找电机厂或自己测试或用我们IPM05F+NUCLEO-F303RE板子进行测试）。
首先，需要再次确认ST MC Workbench中所有设置的参数是否和实际的硬件
参数一致：如电机的相关参数，驱动部分的参数，单片机IO设置等。
• 如果有其中任意一个参数设置错误，可能导致电机永远也无法正确启动。
• 如果有需要，可以让电机运行在开环模式，来测量Tnoise和Trise相关参数。
如果启动后立即出现硬件过流保护，可能由以下原因导致：
• 选择了错误的电流采样方式
• 选择了错误的电流采样参数：如取样电阻值，放大倍数， ICS增益， Tnoise, Trise等.
• 电流环的调节带宽过高：3电阻采样建议为2000rad/s, 单电阻采样建议为1000rad/s
• 由于布线受到干扰而导致误触发硬件过流保护，需要检查硬件设计。
如果出现电机只动一下，但是没有加速动作：
• 这种问题一般是因为开环电流不够大导致无法拖起转子加速，有时出现开环启动完成，
但报启动失败故障，这时：
• 需要减低加速率，或提高开环启动电流
如果以上方法可以解决，但是不能保证100%有效，请尝试增加定位功能。

如果转子可以转动并且有加速动作，但是还是会停止并且报“速度反馈失败”错误，可能由以下原因导致：
• 启动成功的限制条件过于宽松导致过早切入闭环。
• 如下的方法可以解决这样的问题：
• 提高“连续成功启动输出测试”值，正常情况下请不要大于5。
• 提高最小启动输出速度。
如果采用以上方法导致开环的最终速度过高，或没有解决问题，可以尝试以下方法：
• 减少观测器的增益G2,它可以降低扰动对速度反馈的影响。
• 通常G2应该按照/2,/4,/6,/8方式来减少。
• 放宽观测器的收敛条件，这样使观测器更容易收敛：
• 使用新的电机库，可以设置速度变化波动为80%（PLL） ,或400%（Cordic)。
• 这种情况下需要增加反向电动势幅度与估算速度一致性的检查。
• 更改速度/扭矩的爬升率：根据实际负载和转子的惯性等情况，让加速度更加柔和，防止突然加速导致对反向电动势估算的扰动。