3. 控制程序描述

介紹本應用筆記的目標軟件。

3.1 控制的內容

3.1.1 電機啟動/停止

電機的啟動和停止通過來自“Renesas Motor Workbench”或SW1的輸入控制。

為SW1指定一個通用端口，并根據其電平控制電機運行。

“高”電平 à 電機啟動

“低”電平 à 電機停止

3.1.2 A/D轉換器

1、電機轉速參考值

電機的轉速命令值通過來自“Renesas Motor Workbench”的輸入或VR1的輸出值（模擬值）來確定。來自VR1的轉速命令值的測量如下表所示。

表3-1 轉速參考值的轉換比

2、逆變器總線電壓

逆變器總線電壓的測量如下表所示。此電壓用于計算調制比以及過電壓和欠電壓檢測（出現異常時PWM停止）。

表3-2 逆變器總線電壓轉換比

3、單電阻時的相電流

相電流的測量如表3-3所示，用于矢量控制。

表3-3 相電流轉換比

注：

有關A/D轉換特性的更多詳細信息，請參見“RA6T2系列用戶手冊：硬件”。

3.1.3 調制

本應用筆記的目標軟件采用脈寬調制（下文中稱為 PWM）來生成電機的輸入電壓。PWM波形通過三角波比較方法來生成。

1、三角波比較方法

三角波比較方法用于輸出電壓命令值。通過該方法，輸出電壓的脈寬可通過比較載波波形（三角波）與電壓命令值波形來確定。當電壓命令值大于或小于載波波形時，可通過相應接通或關斷開關的方法來輸出近似正弦波的電壓命令值。

圖3-1 三角波比較方法概念圖

如圖3-2所示，輸出電壓脈沖時間與一個載波周期之比稱為占空比。

圖3-2 占空比定義

調制系數“m”定義如下。

所請求的控制可通過將此調制系數設置為確定PWM占空比的寄存器值來執行。

3.1.4 狀態轉換

圖3-3是無傳感器矢量控制軟件的狀態轉換圖。在本應用筆記的目標軟件中，軟件狀態受“系統模式”控制。電機1和2的控制方法相同。

圖3-3 無傳感器矢量控制軟件的狀態轉換圖

1、系統模式

“系統模式”指示系統的運行狀態。每當有事件發生時，狀態都會轉換。“系統模式”具有3個狀態：電機驅動停止（非活動）、電機驅動（活動）和異常狀況（錯誤）。

2、事件

在每種“系統模式”下有“事件”發生時，“系統模式”都會根據具體“事件”發生變化，如上圖3-3所示。各個事件的發生原因如下所示。

表3-4 事件列表

3.1.5 啟動方法

圖3-4顯示了無傳感器矢量控制軟件的啟動控制。每種模式均通過管理d軸電流、q軸電流和速度的各個參考值的標記來控制。

圖3-4無傳感器矢量控制軟件的啟動控制

3.1.6 系統保護功能

本控制軟件具有以下錯誤狀態，發生相應錯誤時執行緊急停止功能。表3-5列出了系統保護功能的各個軟件閾值。

1、過電流錯誤

有兩種過電流保護。

硬件OCP：檢測到來自硬件的緊急停止信號時，PWM 輸出端口被自動設置為高阻抗輸出（無軟件干預）。

軟件OCP：在過電流監控周期內對 U、V和W相電流進行監控。檢測到過電流時，CPU執行緊急停止。

2、過電壓錯誤

在過電壓監控周期內對逆變器總線電壓進行監控。檢測到過電壓（電壓超出過電壓限值）時，CPU執行緊急停止。這里的過電壓限值在設置時會將檢測電路電阻值的誤差考慮在內。出現此誤差時，CPU在出錯的電機一端執行緊急停止。

3、欠電壓錯誤

在欠電壓監控周期內對逆變器總線電壓進行監控。檢測到欠電壓（電壓低于限值）時，CPU執行緊急停止。這里的欠電壓限值在設置時會將檢測電路電阻值的誤差考慮在內。出現此誤差時，CPU在出錯的電機一端執行緊急停止。

4、超速錯誤

在轉速監控周期內對轉速進行監控。當速度超出限值時，CPU執行緊急停止。出現此誤差時，CPU在出錯的電機一端執行緊急停止。

表3-5 系統保護功能的設置值

未完待續_