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
3.3.4.4.4 コードの実行

コードを実行するには、次の手順を行います。

  1. AC 電源出力を 50/60Hz で 0V に設定し、AC 電源をオンにして、入力電圧を AC 0V から 220V までゆっくりと上げます。
  2. 次のサンプル コードに示すように、必要なモーター パラメータはヘッダー ファイル (user_mtr1.h) に記録する必要があります。 モーター パラメータが不明な場合、リファレンス デザインに FAST エスティメータが実装されていれば、モーター識別を使用してモーター パラメータを取得できます。
    #define USER_MOTOR1_Rs_Ohm                  (2.68207002f)
#define USER_MOTOR1_Ls_d_H                  (0.00926135667f)
#define USER_MOTOR1_Ls_q_H                  (0.00926135667f)
#define USER_MOTOR1_RATED_FLUX_VpHz         (0.381890297f)
  3. userParams_M1.flag_bypassMotorId の値を false に変更し、次のモーターのサンプル コードのように、モーター識別を有効にします。 
    // true->enable identification, false->disable identification
    userParams[MTR_1].flag_bypassMotorId = false;
  4. モーターの仕様に合わせて、user_mtr1.h に正しい識別変数の値を設定します。 
     #define USER_MOTOR1_RES_EST_CURRENT_A       (1.0f)      // A - 10~30% of rated current of the motor
#define USER_MOTOR1_IND_EST_CURRENT_A       (-1.0f)     // A - 10~30% of rated current of the motor, just enough to enable rotation
#define USER_MOTOR1_MAX_CURRENT_A           (6.5f)      // A - 30~150% of rated current of the motor
#define USER_MOTOR1_FLUX_EXC_FREQ_Hz        (40.0f)     // Hz - 10~30% of rated frequency of the motor
  5. プロジェクトをリビルドしてコードをコントローラにロードします。GUID-20210205-CA0I-MBHJ-Q1VP-G5KSK6MTBX5D-low.svg ボタンをクリックしてプロジェクトを実行するか、[Debug] タブで [Run] → [Resume] をクリックします。一定の時間が経過したら、systemVars.flagEnableSystem を 1 に設定する必要があります。これよって、オフセット較正が完了し、導通時には電力リレーがオンになります。 モーター フォルト フラグ motorVars_M1.faultMtrUse.all は 0 でなければなりませんが、そうでない場合は、セクション 3.3.4.1 で説明されているように、電流および電圧のセンシング回路をチェックしてください。
  6. 図 3-36 に示すように、[Expressions] ウィンドウで変数 motorVars_M1.flagEnableRunAndIdentify を 1 に設定しすると、モーター識別を実行されます。このプロセスには約 150 秒かかります。motorVars_M1.flagEnableRunAndIdentify が 0 になると、モーター パラメータが識別されます。新しく定義したモーター パラメータでウォッチ ウィンドウの値を、user_mtr1.h に次のように記録します。
    • USER_MOTOR1_Rs = motorVars_M1.Rs_オームの値
    • USER_MOTOR1_Ls_d = motorVars_M1.Ls_d_H の値
    • USER_MOTOR1_Ls_q = motorVars_M1.Ls_q_H の値
    • USER_MOTOR_RATED_FLUX = motorVars_M1.flux_VpHz の値
  7. モーター パラメータの識別が正常に完了したら、userParams_M1.flag_bypassMotorId を両方 true に設定し、プロジェクトをリビルドして、コードをコントローラにロードします。
    • 変数 motorVars_M1.flagEnableRunAndIdentify を再度 1 に設定し、モーターの動作を開始します。
    • 変数 motorVars_M1.speedRef_Hz を異なる値に設定し、モーター シャフトの速度がどのように変化するかを注意深く観察します。
    • 加速度を変更するには、変数 motorVars_M1.accelerationMax_Hzps と motorVars_M1.accelerationMax_Hzps に異なる加速度値を入力します。
  8. これでコントローラを停止してから motorVars_M1.flagEnableRunAndIdentify を 0 に設定し、デバッグ接続を終了できます。 まずツールバーの [Halt] ボタン GUID-20210410-CA0I-9RHS-JH6R-HGGSQQK0HGJ6-low.svg をクリックするか、[Target] → [Halt] をクリックして、コントローラを完全に停止します。 最後に、GUID-20210205-CA0I-NRZW-VPNN-F3WWKQZJLPHF-low.svg をクリックするか、[Run] → [Reset] をクリックして、コントローラをリセットします。
  9. [Terminate Debug Session] ボタン GUID-20210205-CA0I-W5NW-T57Q-LSMG9XLRGNTV-low.svg をクリックするか、[Run] → [Terminate] をクリックして、CCS デバッグ セッションを終了します。
GUID-20231110-SS0I-CLDJ-QBB0-XF3HWBRHLCRW-low.png図 3-36 ビルド レベル 4：実行時の [Expressions] ウィンドウ
GUID-20231110-SS0I-2QZS-G8L4-SWKN36TFPVHR-low.png図 3-37 ビルド レベル 4：モーターの回転子角度と相電流