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ZHCUCJ3A October 2024 – December 2024

2.1.3 電機(jī)相電壓檢測

使用適用于 TIEVM-MTR-HVINV 的軟件，可以實現(xiàn)增強型滑模觀測器 (eSMO) 以及磁通、角度、速度和扭矩 (FAST^?) 兩種無傳感器觀測器。eSMO 僅需要常用的三相電機(jī)電流檢測，而 FAST 觀測器額外需要三相電機(jī)電壓檢測，以便改善低速性能并提高電機(jī)轉(zhuǎn)速估算的精度。

請注意，軟件參數(shù) (USER_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V) 取決于對電機(jī)相的電壓反饋進(jìn)行檢測的電路。圖 2-4 展示了如何使用基于電阻分壓器的電壓反饋電路，根據(jù) ADC 輸入范圍對電機(jī)電壓進(jìn)行濾波和縮放。類似的電路用于測量全部三個項目，包括兩個壓縮機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)以及直流總線。

考慮到 ADC 輸入的最大電壓為 3.3V，該參考設(shè)計中的微控制器可測量的最大相電壓反饋可按照方程式 1 進(jìn)行計算。

方程式 1.

V_{F S} = V_{A D C_F S} \times G_{v} = 3.3 V \times 122.46 = 404.13 V

其中

G_v 是衰減因子，并且 G_v 可通過方程式 2 進(jìn)行計算

方程式 2.

G_{V} = \frac{(R 62 + R 67 + R 70 + R 74)}{R 74} = \frac{(332 k? + 332 k? + 332 k? + 8.2 k?)}{8.2 k?} = 122.46

對于該電壓反饋電路，在 user_mtr1.h 中進(jìn)行以下設(shè)置：

//! \brief Defines the maximum voltage at the AD converter
#define USER_M1_ADC_FULL_SCALE_VOLTAGE_V         (404.1292683f)

FAST 估算器中需要使用電壓濾波器極點，以便準(zhǔn)確檢測電壓反饋。使濾波器的電壓足夠低，以便能夠濾除 PWM 信號，同時允許高速電壓反饋信號通過濾波器。通常，使用幾百 Hz 的截止頻率便足以過濾掉 5 至 20kHz 的 PWM 頻率。只有在運行超高速電機(jī)時生成 kHz 量級相電壓頻率的情況下，才需更改硬件濾波器。

在該參考設(shè)計中，濾波器極點設(shè)置可以使用方程式 3 來計算：

方程式 3.

f_{f i l t e r_p o l e} = \frac{1}{(2 \times π \times R_{P a r a l l e l} \times C)} = 405.15 H z w h e r e, C = 47 n F R_{P a r a l l e l} = (\frac{(332 k? + 332 k? + 332 k?) \times 8.2 k?}{(332 k? + 332 k? + 332 k?) + 8.2 k?}) = 8.133 k Ω

下面的代碼示例顯示了 user_mtr1.h 中是如何定義該極點的：

//! \brief Defines the analog voltage filter pole location, Hz
#define USER_M1_VOLTAGE_FILTER_POLE_Hz           (416.3602877f)

圖 2-4 電機(jī)電壓檢測電路