高速无刷电机控制讨论

Avlicht

初来乍到，谈谈自己的看法吧，比较凌乱，请各位砖头省着点。
刚入行时，用CPLD+IPM做了个1kW的无刷电机控制器，由于刚走出校门，又或是无知所以无畏吧，做完1kW试验，领导很高兴，让用1kW控制器去拖动3kW电机，我居然也应了（现在想想，真的是太。。。。。。），结果不用说，比大地雷还要响的声音出现了，而且起火了，虽然如此，但是领导还是蛮得意的，因为让他看到了希望。
从此便开始了各种型号功率等级的无刷电机控制器研发，无刷电机控制器已做了一段时间了。
目前刚开始做高速无刷电机控制，转速接近30000rpm，感觉转速跨度太大，转速计算不能兼顾两端，这是困惑1，请问高手是怎么解决的？
再就是超前角的问题，由于磁场畸变，加上计算误差，超前角比较难控制，该如何解决？

Avlicht

补充说明：
1. 只有3个霍尔位置信号传感器，没有编码器之类的位置信号传感器。
2. 电机功率150kW；
3. 需做速度闭环控制。

zwd8812

期待高手讲解！

lbz0123

回复 3# zwd8812
没见过这样的电机 应该是不叫特殊行业应用的吧
可见利润比较高 难怪用得起CPLD
关于转速计算的问题 有一点建议 只有霍尔的话转速侦测精度很难做高 一般测速方法无外乎M法、T法和MT法 M法适用于高转速 T法适用于低转速 MT法比较适合你所说的转速跨度大的情形 但是你如果不要求很低速的话 可以尝试改变M法的采样时间间隔 来适应需求

Avlicht

“没见过这样的电机 应该是不叫特殊行业应用的吧 ”何出此言？？

现在用CPLD+DSP（2812）做的控制，整机比功率指标已达2.5kW/kg。

的确是这样的，精度很难保证，现在高速、低速都有需求，而3个霍尔分辨率只有60度电角度，难啊。

icy

周期法频率法相结合；
楼主说的是直流无刷电机吧，如果是方波驱动的话，实时检测霍尔传感器位置不就可以了吗，有超前角一说吗？难道用的是正弦波驱动？

lbz0123

哦 楼主的电机是30000rpm的 永磁电机这么高转速 我是第一次见 可能我孤陋寡闻吧
DSP+CPLD 成本蛮高的 一般小功率驱动器里面不太多见
2812应该可以支持大部分电机驱动了 楼主可以试试把转速计算的时间间隔和测到的转速挂钩

Avlicht

为了追求高比功率，没有办法啊。我见过更高的，在浙大，南航，磁悬浮的就更不用说了。

gyc198215

见过悬浮的轴承，空气轴承，28万，但说实在的，这种电机一般功能不大的。

gyc198215

另外LZ说不能兼顾，为什么，你用2812，可以用32位定时器的捕捉功能，不知道为什么还不够啊？这么快的频率计算你这个范围会有问题么？

caowenxu

我是来学习的

Avlicht

赞同gyc198215说的，个人觉得，磁悬浮现阶段做研究，出出论文还可以，离工程实际运用还有较大距离。

怎么说呢，你分频系数取得大的话，低转速精度很高，但是高转速误差很大，反之亦然。

hitbuyi

速度信号怎么提取? Hall能给的太粗了,就是插值, 跨度也太大
能否考虑利用一下反电势信号,从反电势中提取出速度信息

Avlicht

3个Hall能反映方波控制的“3相6状态”，也就是能实现60度电角度的细化，和反电势一样的，只能反映60电角度的分辨率，不会有本质改变的。而且PWM不在100%运行时，将很难判断。

gyc198215

霍尔本身感应也会有延时，具体没有研究过，如果在高速上应用，这个延时是不是要考虑。另外高速时，误差也会大，要不你就换个频率高一些的DSP。

Avlicht

目前我的解决方案是换用传感器，用编码器或者旋变替换Hall，但是成本有点高。

steven_2009

用编码器或者旋变吧，成本有点高

boldlotus

学习了

flyingford

霍尔测速所得到的速度足可以使用，计算转一圈所用的时间，就可以求出电机的速度。你要知道，电机速度的变化远远小于电流的变化。