JAJU919 December   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 用語
    2. 1.2 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 TMS320F2800137
      2. 2.3.2 MSPM0G1507
      3. 2.3.3 TMP6131
      4. 2.3.4 UCC28881
      5. 2.3.5 TPS54202
      6. 2.3.6 TLV9062
      7. 2.3.7 TLV74033
    4. 2.4 システム設計理論
      1. 2.4.1 ハードウェア設計
        1. 2.4.1.1 モジュール形式の設計
        2. 2.4.1.2 高電圧降圧補助電源
        3. 2.4.1.3 DC リンク電圧検出
        4. 2.4.1.4 モーター相電圧のセンシング
        5. 2.4.1.5 モーター相電流のセンシング
        6. 2.4.1.6 外部過電流保護
        7. 2.4.1.7 TMS320F2800F137 の内部過電流保護
      2. 2.4.2 3 相 PMSM 駆動
        1. 2.4.2.1 PM 同期モーターのフィールド オリエンテッド コントロール
          1. 2.4.2.1.1 空間ベクトルの定義と投影
            1. 2.4.2.1.1.1 ( a 、   b ) ⇒ ( α 、 β ) クラーク変換
            2. 2.4.2.1.1.2 α 、 β ⇒ ( d 、   q ) パーク変換
          2. 2.4.2.1.2 AC モーターの FOC 基本方式
          3. 2.4.2.1.3 回転子フラックスの位置
        2. 2.4.2.2 PM 同期モーターのセンサレス制御
          1. 2.4.2.2.1 位相ロック ループを備えた拡張スライディング モード オブザーバ
            1. 2.4.2.2.1.1 IPMSM の数学モデルと FOC 構造
            2. 2.4.2.2.1.2 IPMSM 向け ESMO の設計
            3. 2.4.2.2.1.3 PLL による回転子位置および速度の推定
        3. 2.4.2.3 弱め界磁 (FW) および最大トルク / 電流 (MTPA) 制御
        4. 2.4.2.4 モーター駆動のハードウェア要件
          1. 2.4.2.4.1 モーター電流帰還
            1. 2.4.2.4.1.1 3 つのシャント電流センシング
            2. 2.4.2.4.1.2 1 つのシャント電流センシング
          2. 2.4.2.4.2 モーター電圧帰還
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェアの概要
      1. 3.1.1 ハードウェア ボードの概要
      2. 3.1.2 テスト条件
      3. 3.1.3 ボードの検証に必要なテスト機器
    2. 3.2 GUI の概要
      1. 3.2.1 テスト設定
      2. 3.2.2 GUI ソフトウェアの概要
      3. 3.2.3 シリアル ポートの設定
      4. 3.2.4 モーターの識別
      5. 3.2.5 モーターの回転
      6. 3.2.6 モーターのフォルト ステータス
      7. 3.2.7 制御パラメータの調整
      8. 3.2.8 仮想オシロスコープ
    3. 3.3 C2000 ファームウェアの概要
      1. 3.3.1 ボード テストに必要なソフトウェアのダウンロードとインストール
      2. 3.3.2 CCS でのプロジェクトの開始
      3. 3.3.3 プロジェクト構造
      4. 3.3.4 テスト方法
        1. 3.3.4.1 ビルド レベル 1：CPU とボードの構成
          1. 3.3.4.1.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.1.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.1.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.1.4 コードの実行
        2. 3.3.4.2 ビルド レベル 2：ADC 帰還を使用した開ループ チェック
          1. 3.3.4.2.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.2.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.2.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.2.4 コードの実行
        3. 3.3.4.3 ビルド レベル 3：閉電流ループ チェック
          1. 3.3.4.3.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.3.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.3.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.3.4 コードの実行
        4. 3.3.4.4 ビルド レベル 4：完全なモーター駆動制御
          1. 3.3.4.4.1 CCS を起動し、プロジェクトを開く
          2. 3.3.4.4.2 プロジェクトのビルドとロード
          3. 3.3.4.4.3 デバッグ環境設定ウィンドウ
          4. 3.3.4.4.4 コードの実行
          5. 3.3.4.4.5 モーター駆動 FOC パラメータの調整
          6. 3.3.4.4.6 弱め界磁および MTPA 制御パラメータの調整
          7. 3.3.4.4.7 電流センシング回路の調整
    4. 3.4 テスト結果
      1. 3.4.1 負荷および熱のテスト
      2. 3.4.2 外部コンパレータによる過電流保護
      3. 3.4.3 内部 CMPSS による過電流保護
    5. 3.5 新しいハードウェア ボードへのファームウェアの移行
      1. 3.5.1 PWM、CMPSS、ADC モジュールの構成
      2. 3.5.2 ハードウェア ボード パラメータの設定
      3. 3.5.3 フォルト保護パラメータの構成
      4. 3.5.4 モーターの電気的パラメータの設定
    6. 3.6 MSPM0 ファームウェアの概要
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 デザイン ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 部品表 (BOM)
      3. 4.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
      4. 4.1.4 Altium プロジェクト
      5. 4.1.5 ガーバー ファイル
    2. 4.2 ソフトウェア ファイル
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について

3.3.3 プロジェクト構造

プロジェクトがインポートされると、図 3-20 に示すように、CCS 内にプロジェクト エクスプローラが表示されます。デバイス ペリフェラルの構成は、C2000Ware driverlib に基づいています。ユーザーは、hal.c と hal.h のコードと定義のみを変更する必要があります。

src_control フォルダ には hal.c と user_mtr1.c が含まれており、ユーザーはコードや定義を変更することができます。

src_board フォルダ には、このハードウェア ボード用のボード ドライバが含まれています。

src_control フォルダには、割り込みサービス ルーチンおよびバックグラウンド タスク内でモーター制御コア アルゴリズム関数を呼び出すモーター駆動制御ファイルが含まれています。

GUID-20231102-SS0I-XTH1-GN3N-PXWS05SS0201-low.png図 3-20 TIDA-010265 プロジェクト エクスプローラ ビュー

図 3-21 に、モーター制御用 ISR のプロジェクト ソフトウェア フロー図を示します。これは、バックグラウンド ループでモーター制御パラメータを更新するメインループになります。

GUID-20231030-SS0I-V3LV-V58J-BMCN22MZQLLN-low.svg図 3-21 ファームウェア プロジェクトのフロー図

このプロジェクトは、PWM サイクルごとに呼び出されるモーター制御割り込みサービス ルーチンで構成されています。いくつかのバックグラウンド タスクが main() 内で永遠にループして呼び出され、絶対的なタイミング精度を必要としない低速タスクの実行や、モーター制御パラメータの更新などに使用できます。低速のバックグラウンド タスクのトリガには、CPU タイマが使用されます。

motor1CtrlISR は、USER_M1_ISR_FREQ_Hz で周期的にトリガされるモーター 1 を回転させるモーター駆動制御アルゴリズムを呼び出すために予約されています。

システムを簡素化するため、このリファレンス デザインのソフトウェアの立ち上げと設計は、インクリメンタル ビルド (DMC_BUILDLEVEL) を使用した 4 つのラボに分かれています。これによって、ボードとソフトウェアの学習と習熟を効果的に進めることができます。また、このアプローチは、基板のデバッグやテストにも適しています。表 3-1 に、インクリメンタル ビルド オプションの詳細を示します。特定のビルド オプションを選択するには、sys_settings.h で対応する BUILDLEVEL オプションを選択します。 ビルド オプションを選択したら、rebuild all コンパイラ オプションを選択して、プロジェクトをコンパイルします。 セクション 3.3.4 では、各ビルド オプションを実行するための詳細を説明します。

表 3-1 インクリメンタル ビルド オプション
動作ビルド オプション説明
モーター駆動DMC_LEVEL_150% PWM デューティ、ADC オフセット較正、PWM 出力、位相シフトの検証
DMC_LEVEL_2モーターの電流と電圧のセンシング信号をチェックする開ループ v/f 制御
DMC_LEVEL_3ハードウェア設定をチェックする閉電流ループ
DMC_LEVEL_4InstaSPIN-FOC または eSMO を使用したモーター パラメータの識別と実行