JAJSST7 データシート

JAJSST7B January 2024 – September 2025 MCF8315C-Q1

PRODUCTION DATA

6.3.14 モーターパラメータ抽出ツール (MPET)

MCF8315C-Q1 は、モーター巻線抵抗、モーター巻線インダクタンス、逆起電力定数を使用して、閉ループ動作時のモーター位置を推定します。ユーザーが自分で値を入力するのではなく、MCF8315C-Q1 はオフライン状態でモーターパラメータを自動的に測定できます。MPET ルーチンはモーターの巻線抵抗、インダクタンス、逆起電力定数、機械的負荷の慣性および摩擦係数を測定します。パラメータのオフライン測定は通常のモーター動作の前に行われます。パラメータの変動による影響を最小限に抑えるため、モーターを起動する前にモーターパラメータを推定することを推奨します。

図 6-41 に、MPET ルーチンの動作シーケンスを示します。MPET ルーチンには、MPET_CMD ビットが 1b に設定されている場合、または目標速度が 0 でない場合に遷移します。MPET ルーチンは 4 つの段階 (IPD、開ループ加速、電流低減、コースト) で構成されます。各段階の下に示した条件が真であると評価された場合、その段階は実行されます。その条件が偽であると評価された場合、アルゴリズムはその特定の段階をバイパスし、シーケンスの次の段階に進みます。4 つの段階のすべてを完了 (またはバイパス) すると、アルゴリズムは MPET ルーチンを終了します。MPET ルーチンが終了すると、目標速度が 0 以外の値に設定されている場合、アルゴリズムは起動および加速 (目標速度リファレンスまで) シーケンスを開始します。

図 6-41 MPET シーケンス

テキサス・インスツルメンツ独自の MPET ルーチンには、以下の動作シーケンスが含まれます。

IPD：ユーザーが MPET_R = 1b および MPET_L = 1b を設定することでモーター巻線抵抗またはインダクタンス測定を有効化している場合、またはユーザーが MOTOR_RES = 0 または MOTOR_IND = 0 を設定している場合、MPET ルーチンは IPD から開始されます。MPET 中の IPD は、MPET 固有の設定パラメータをによって、または通常のモーター動作の IPD 設定パラメータによって設定できます。IPD 設定の選択は、MPET_IPD_SELECT によって行われます。MPET_IPD_SELECT = 1b の場合、IPD 電流制限は MPET_IPD_CURRENT_LIMIT によって設定され、IPD 繰り返し回数は MPET_IPD_FREQ によって設定されます。MPET_IPD_SELECT = 0b の場合、IPD 電流制限と繰り返し回数は IPD_CURR_THR と IPD_REPEAT によって設定されます。IPD タイマのオーバーフロー、または電流増加時間の 3 倍を上回る IPD 電流減衰時間は、MPET_IPD_FAULT の原因となる可能性があります。矛盾のない抵抗およびインダクタンス測定値を得るため、MPET を複数回実行することを推奨します。
開ループ加速：
IPD の後、MPET_KE = 1b と MPET_MECH = 1b を設定することで逆起電力定数または機械的パラメータ測定が有効化されている場合、MPET ルーチンはアライン、次に開ループ加速を実行します。MPET_MECH = 0b であっても、速度ループ PI 定数が 0 に設定されている場合、MPET ルーチンには機械的パラメータ測定のシーケンスが含まれます。ユーザーは MPET 専用の開ループ設定パラメータを設定できます。または、通常のモーター動作の開ループ設定パラメータを使用できます。開ループ設定の選択は、MPET_KE_MEAS_PARAMETER_SELECT によって行われます。MPET_KE_MEAS_PARAMETER_SELECT = 1b の場合、速度スルーレートは MPET_OPEN_LOOP_SLEW_RATE によって設定され、開ループ電流リファレンスは MPET_OPEN_LOOP_CURR_REF によって設定され、開ループ速度リファレンスは MPET_OPEN_LOOP_SPEED_REF によって設定されます。MPET_KE_MEAS_PARAMETER_SELECT = 0b の場合、速度スルーレートは OL_ACC_A1 and OL_ACC_A2 によって設定され、電流リファレンスとして ILIMIT の 80%、速度リファレンスとして MAX_SPEED の 50% が設定されます。
電流低減：開ループ加速の後、機械的パラメータ測定が有効化されている場合、MPET ルーチンは、負荷に対応するには十分なより小さい値にモーター電流を最適化します。機械的パラメータ測定が無効化されている場合 (MPET_MECH = 0b または速度ループ PI パラメータが 0 以外の場合)、MPET は電流低減シーケンスを行いません。
コースト：MPET ルーチンは、このシーケンスによってハイインピーダンス状態を作り出し、モーターが惰性で回転できるようにします。モーターの逆起電力と機械的パラメータを示す値は、モーターコースト期間中に測定されます。STAT_DETECT_THR によって設定されたスレッショルドをモーターの逆起電力が下回ると、MPET_BEMF_FAULT が生成されます。

EEPROM または MPET からのパラメータの選択

MPET の推定値は MTR_PARAMS レジスタから読み出すことができます。MPET_WRITE_SHADOW ビットを 1 に設定すると、MPET の推定値がシャドウレジスタに書き込まれ、MOTOR_RES、MOTOR_IND、MOTOR_BEMF_CONST、CURR_LOOP_KP、CURR_LOOP_KI、SPD_LOOP_KP、SPD_LOOP_KI シャドウレジスタのユーザー設定値 (EEPROM からの) が MPET による推定値で上書きされます。シャドウレジスタのいずれかが (EEPROM レジスタから) 0 に初期化されている場合、MPET_WRITE_SHADOW 設定に関係なく、MPET の推定値がこれらのレジスタのために使われます。MPET は、抵抗とインダクタンスの測定値を使って電流ループ KP および KI を計算します。MPET は、シャフトでの慣性および摩擦係数 (モーターとシャフトの両方の結合負荷を含む) を含む機械的パラメータを推定します。これらの値を使って、速度ループ KP および KI の初期値が設定されます。速度ループ KP および KI 設定の推定値は初期設定としてのみ使用できます。性能要件に基づいて、ユーザーがアプリケーションでこれらのパラメータを調整することを推奨します。

注: MPET を実行する前に、VDC_FILT_DIS を 1b に設定します。

6.3.14 モーター パラメータ抽出ツール (MPET)

6.3.14 モーターパラメータ抽出ツール (MPET)