ZHCU083I January 2013 – October 2021 TMS320F2802-Q1 , TMS320F28026-Q1 , TMS320F28026F , TMS320F28027-Q1 , TMS320F28027F , TMS320F28027F-Q1 , TMS320F28052-Q1 , TMS320F28052F , TMS320F28052F-Q1 , TMS320F28052M , TMS320F28052M-Q1 , TMS320F28054-Q1 , TMS320F28054F , TMS320F28054F-Q1 , TMS320F28054M , TMS320F28054M-Q1 , TMS320F2806-Q1 , TMS320F28062-Q1 , TMS320F28062F , TMS320F28062F-Q1 , TMS320F28068F , TMS320F28068M , TMS320F28069-Q1 , TMS320F28069F , TMS320F28069F-Q1 , TMS320F28069M , TMS320F28069M-Q1
图 15-3 显示了此条件下的电流波形:
将 1.9Nm 的电机额定转矩瞬间施加到电机轴,产生 4A 的电流。示波器显示的电频率为 4Hz。对于一个 4 线对电极的电机,此频率一旦稳定后,将得到一个 60 ± 1RPM 的转速。请注意,应用负载时的时间可能不同于采集变量时的时间。不过,示波器上显示的应用转矩与采集变量时的完全相同。时间不同的原因是,尽管具有相同的参数,但是捕获电流是在不同测试中采集到的。
FAST 代表磁通量 (Flux)、角度 (Angle)、速度 (Speed) 和转矩 (Torque)。图 15-4、图 15-5、图 15-6 和图 15-7 显示了 FAST 算法的表现以及转矩阶跃命令是如何影响 FAST 输出变量的。
即使在 100% 阶跃负载的情况下,FAST 变量也保持不变。
图 15-4 是估算的电机磁通量。它实际为 FAST 提供的磁链,可以看出相当稳定。造成磁通量变化的原因是多方面的,比如电机参数准确性以及特定负载情况下电机磁路设计的好坏。
图 15-5、图 15-6 和图 15-7 显示了由 FAST 提供的磁通角。如图所示,角度随着电机负载的增加和减少而变化。
如果在电机负载时角度放大,可以看出角度的变化率是如何变为很低的,并且一旦速度控制器进行相应校正后,该变化率就变回到指定速度。
当负载从电机轴移除时,可以观察到同样的情况。由于速度控制器提供的转矩命令,将使转速提高,一段时间后,速度控制器将转速下调至 4Hz (60RPM)。
值得一提的是,显示速度变化的目的不是为了说明速度控制器的作用。实际上,速度控制器与 FAST 估算器毫无关系。图 15-8 说明即便在转矩命令使电机停转一小会时,估算器是如何追踪电机转速的。
图 15-9 显示了 FAST 产生的转矩信号。转矩信号有助于了解电机轴的瞬时转矩,以及在不使用转矩传感器的情况下计算电机负载。甚至在控制阶跃的时候,该高带宽信号也能显示转矩的轨迹。
同时,我们还绘制了 Iq 电流波形图来显示当转矩阶跃被控制时 FAST 允许的磁场定向控制性能。如 Iq 电流图所示 (图 15-10),阶跃负载施加到转轴时,在示例中可以看出相应的电流需量呈阶跃变化。估算器的角度追踪功能在 Iq 控制器中实现此阶跃响应。您可能也注意到,转矩曲线不像电流曲线那样平。这是因为之前的磁通量图中的磁链变化,这个变化则可能是由于软件电机模型与实际模型不匹配所致。
在之前的示例中,可以看出当负载大幅度变化时,电机速度可能降为零。此响应可以通过速度控制器循环本身来改善,但是测试的目的是说明 FAST 提供的变量如何是不变的和有效的,甚至当执行 100% 阶跃的负载命令时也如此。