ZHCSQ51 November 2023 MCF8329A
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若要使电机快速减速,需要迅速且可控地从转子中提取电机的机械能。然而,如果电机的机械能在减速过程中返回电源,则直流电源电压就会升高。通过使用一项称为主动制动的新技术,MCF8329A 能够在不将能量泵回电源电压的情况下,使电机快速减速。ACTIVE_BRAKE_EN 应设置为 1b 以启用主动制动,防止在电机快速减速期间产生直流母线电压尖峰。也可以在反向驱动(请参阅反向驱动)或电机停止(请参阅主动降速)期间使用主动制动,以便在不产生直流电压尖峰的情况下快速降低电机转速。
可以使用 ACTIVE_BRAKE_CURRENT_LIMIT 配置主动制动期间直流总线电流的最大限值 (idc_ref)。主动制动期间的功率流控制是通过使用 Q 轴 (iq) 和 D 轴 (id) 电流分量实现的。直流总线电流限值 (idc_ref) 与使用 PI 控制器估算的直流总线电流 (idc) 之间存在误差,由此生成 D 轴电流基准 (id_ref)。idc 值是根据测得的相电流、相电压和直流总线电压、使用功率平衡公式(瞬时直流总线功率等于全部三个瞬时相功率之和,假设具有 100% 的效率)估算的。在主动制动期间,直流总线电流限值 (idc_ref) 从零开始线性增加到 ACTIVE_BRAKE_CURRENT_LIMIT,电流转换速率由 ACTIVE_BRAKE_BUS_CURRENT_SLEW_RATE 定义。可以使用 ACTIVE_BRAKE_KP 和 ACTIVE_BRAKE_KI 配置 PI 控制器的增益常数。图 7-46 展示了主动制动 id 电流控制环路。
ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_ENTRY 用于设置初始速度和目标速度之间的最小差值,超过该值时将进入主动制动状态。例如,考虑将 ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_ENTRY 设置为 10%;如果初始速度为 100%,目标速度设置为 95%,则 MCF8329A 使用 AVS 而不是主动制动来达到 95% 速度,因为指令速度变化差异 (5%) 小于 ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_ENTRY (10%)。
ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_EXIT 用于设置当前速度和目标速度之间的差值,低于该值时将退出主动制动状态。例如,考虑将 ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_EXIT 设置为 5%;如果电机初始速度为 100%,目标速度设置为 10%,则 MCF8329A 使用主动制动来将电机转速降低至 15%;当达到 15% 速度时,MCF8329A 会退出主动制动状态,并使用 AVS 将电机速度减速至 10%。
ACTIVE_BRAKE_MOD_INDEX_LIMIT 用于设置调制指数,低于该指数时将使用主动制动。例如,考虑将 ACTIVE_BRAKE_MOD_INDEX_LIMIT 设置为 50%,将 ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_ENTRY 设置为 5%,将 ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_EXIT 设置为 2.5%。如果电机初始速度为 70%(对应调制指数为 90%),目标速度为 40%(对应调制指数为 60%),则 MCF8329A 使用 AVS 来使电机减速,直到达到目标速度 40%,因为与最终速度对应的调制指数 (60%) 高于 ACTIVE_BRAKE_MOD_INDEX_LIMIT 50%。同样情况下,如果最终速度指令为 10%(对应调制指数为 30%),则 MCF8329A 使用 AVS 达到 30% 速度(对应调制指数为 50%),然后切换到主动制动以便从 30% 速度降至 15% 速度(最终速度 10% + ACTIVE_BRAKE_SPEED_DELTA_LIMIT_EXIT 5%),并再次使用 AVS 从 15% 速度降至 10% 速度,从而完成主动制动。TI 建议将 ACTIVE_BRAKE_MOD_INDEX_LIMIT 设置为 100%,从而开始主动制动调节;如果在主动制动期间观察到直流母线电压尖峰,则逐步减小 ACTIVE_BRAKE_MOD_INDEX_LIMIT 以消除该电压尖峰。如果将 ACTIVE_BRAKE_MOD_INDEX_LIMIT 设置为 0%,则 MCF8329A 在正向方向上将通过 AVS 进行减速(即使 ACTIVE_BRAKE_EN 设置为 1b);在反向方向上(方向改变期间),ACTIVE_BRAKE_MOD_INDEX_LIMIT 不适用,因此 MCF8329A 将通过主动制动进行减速。