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如何对IPM05F三电阻FOC电机控制板进行调试？
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怎样去设计IPM05F三电阻FOC电机控制板的硬件
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如何对IPM05F三电阻FOC电机控制板进行调试？
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（1）
张磊
2021-7-9 14:58:52
一、硬件说明
1.1 图纸说明
1.2 硬件布线
电流采样一定要采用差分走线；特别是地线（电流采样威廉希尔官方网站 适当的加滤波电容）；PWM输出线和电流采样线尽量不要交叉；
1.3 安全说明
*电源输入供电：采用隔离变压器或隔离的交流电源或隔离的高压开关电源供电；
*电脑供电：尽量用笔记本电脑，且电脑的电源不用接（用电池供电，避免电源的地都通在一起，烧坏笔记本或端口）；
*仿真器或调试器：通过USB隔离或采用隔离的仿真器；
*示波器调试说明：尽量用电池供电示波器或示波器的电源线接地线不要接（三芯插头中间的接地线）；
*板子及带电端口：不要用手触摸，以免被电到。
1.4 接线说明
板子
AC L：接交流电源火线L或高压直流电源+
AC N：接交流电源火线N或高压直流电源-
U：接电机U或A
V：接电机V或B
W：接电机W或C
HA：接电机霍尔传感器U或编码器A
HB：接电机霍尔传感器V或编码器B
HC：接电机霍尔传感器W
GND或0V：接电机传感器接口GND
+5：接电机传感器接口5V
二、软件说明
电机参数测试（打开Profier软件），先选择相应的板子
点击“Connect”先进行连接并升级测试电机固件；
然后输入电机参数：极对数、转速、电流、母线电压等
点击“Start Profiler”开始测试电机参数，对高压伺服电机550W测试如下：
点击“Play”可以测试电机是否正常转
新建工程板子选择
选择对应的电机参数
如无其它修改则生成工程（选择相应的工程文件）
等待生成工程完成
在对应的存放目录下，打开生成的MDK工程文件
编译输出设置（可以加快编译时间，如果需要跟踪代码要是要打钩）
添加芯片FALSH的加载算法
编译程序
点击load下载程序（先连接好线和电源，再通电）。
正常下载程序后，通过按板子的蓝色按钮，即可启动电机；
或通过WOROBENCH的在线调试界面调试，选择相应的串口，波特率设置为115200
正常转
2.1 编码器接口生成工程设置补充说明
电机参数界面设置
反馈接口启动接口设置，选择为编码器模式
启动设置（电流可以根据实际需要设置大些）
DA输出看相电流设置
无感启动电流波
三、调试补充说明
首先，需要再次确认ST MC Workbench中所有设置的参数是否和实际的硬件
参数一致：如电机的相关参数，驱动部分的参数，单片机IO设置等。
• 如果有其中任意一个参数设置错误，可能导致电机永远也无法正确启动。
• 如果有需要，可以让电机运行在开环模式，来测量Tnoise和Trise相关参数。
如果启动后立即出现硬件过流保护，可能由以下原因导致：
• 选择了错误的电流采样方式
• 选择了错误的电流采样参数：如取样电阻值，放大倍数， ICS增益， Tnoise， Trise等。
• 电流环的调节带宽过高：3电阻采样建议为2000rad/s， 单电阻采样建议为1000rad/s
• 由于布线受到干扰而导致误触发硬件过流保护，需要检查硬件设计。
如果出现电机只动一下，但是没有加速动作：
• 这种问题一般是因为开环电流不够大导致无法拖起转子加速，有时出现开环启动完成，
但报启动失败故障，这时：
• 需要减低加速率，或提高开环启动电流
如果以上方法可以解决，但是不能保证100%有效，请尝试增加定位功能。
如果转子可以转动并且有加速动作，但是还是会停止并且报“速度反馈失败”错误，可能由以下原因导致：
• 启动成功的限制条件过于宽松导致过早切入闭环。
• 如下的方法可以解决这样的问题：
• 提高“连续成功启动输出测试”值，正常情况下请不要大于5。
• 提高最小启动输出速度。
如果采用 以上方法导致开环的最终速度过高，或没有解决问题，可以尝试以下方法：
• 减少观测器的增益G2，它可以降低扰动对速度反馈的影响。
• 通常G2应该按照/2，/4，/6，/8方式来减少。
• 放宽观测器的收敛条件，这样使观测器更容易收敛：
• 使用新的电机库，可以设置速度变化波动为80%（PLL） ，或400%（Cordic）。
• 这种情况下需要增加反向电动势幅度与估算速度一致性的检查。
• 更改速度/扭矩的爬升率：根据实际负载和转子的惯性等情况，让加速度更加柔和，防止突然加速导致对反向电动势估算的扰动。
一、硬件说明
1.1 图纸说明
1.2 硬件布线
电流采样一定要采用差分走线；特别是地线（电流采样威廉希尔官方网站 适当的加滤波电容）；PWM输出线和电流采样线尽量不要交叉；
1.3 安全说明
*电源输入供电：采用隔离变压器或隔离的交流电源或隔离的高压开关电源供电；
*电脑供电：尽量用笔记本电脑，且电脑的电源不用接（用电池供电，避免电源的地都通在一起，烧坏笔记本或端口）；
*仿真器或调试器：通过USB隔离或采用隔离的仿真器；
*示波器调试说明：尽量用电池供电示波器或示波器的电源线接地线不要接（三芯插头中间的接地线）；
*板子及带电端口：不要用手触摸，以免被电到。
1.4 接线说明
板子
AC L：接交流电源火线L或高压直流电源+
AC N：接交流电源火线N或高压直流电源-
U：接电机U或A
V：接电机V或B
W：接电机W或C
HA：接电机霍尔传感器U或编码器A
HB：接电机霍尔传感器V或编码器B
HC：接电机霍尔传感器W
GND或0V：接电机传感器接口GND
+5：接电机传感器接口5V
二、软件说明
电机参数测试（打开Profier软件），先选择相应的板子
点击“Connect”先进行连接并升级测试电机固件；
然后输入电机参数：极对数、转速、电流、母线电压等
点击“Start Profiler”开始测试电机参数，对高压伺服电机550W测试如下：
点击“Play”可以测试电机是否正常转
新建工程板子选择
选择对应的电机参数
如无其它修改则生成工程（选择相应的工程文件）
等待生成工程完成
在对应的存放目录下，打开生成的MDK工程文件
编译输出设置（可以加快编译时间，如果需要跟踪代码要是要打钩）
添加芯片FALSH的加载算法
编译程序
点击load下载程序（先连接好线和电源，再通电）。
正常下载程序后，通过按板子的蓝色按钮，即可启动电机；
或通过WOROBENCH的在线调试界面调试，选择相应的串口，波特率设置为115200
正常转
2.1 编码器接口生成工程设置补充说明
电机参数界面设置
反馈接口启动接口设置，选择为编码器模式
启动设置（电流可以根据实际需要设置大些）
DA输出看相电流设置
无感启动电流波
三、调试补充说明
首先，需要再次确认ST MC Workbench中所有设置的参数是否和实际的硬件
参数一致：如电机的相关参数，驱动部分的参数，单片机IO设置等。
• 如果有其中任意一个参数设置错误，可能导致电机永远也无法正确启动。
• 如果有需要，可以让电机运行在开环模式，来测量Tnoise和Trise相关参数。
如果启动后立即出现硬件过流保护，可能由以下原因导致：
• 选择了错误的电流采样方式
• 选择了错误的电流采样参数：如取样电阻值，放大倍数， ICS增益， Tnoise， Trise等。
• 电流环的调节带宽过高：3电阻采样建议为2000rad/s， 单电阻采样建议为1000rad/s
• 由于布线受到干扰而导致误触发硬件过流保护，需要检查硬件设计。
如果出现电机只动一下，但是没有加速动作：
• 这种问题一般是因为开环电流不够大导致无法拖起转子加速，有时出现开环启动完成，
但报启动失败故障，这时：
• 需要减低加速率，或提高开环启动电流
如果以上方法可以解决，但是不能保证100%有效，请尝试增加定位功能。
如果转子可以转动并且有加速动作，但是还是会停止并且报“速度反馈失败”错误，可能由以下原因导致：
• 启动成功的限制条件过于宽松导致过早切入闭环。
• 如下的方法可以解决这样的问题：
• 提高“连续成功启动输出测试”值，正常情况下请不要大于5。
• 提高最小启动输出速度。
如果采用 以上方法导致开环的最终速度过高，或没有解决问题，可以尝试以下方法：
• 减少观测器的增益G2，它可以降低扰动对速度反馈的影响。
• 通常G2应该按照/2，/4，/6，/8方式来减少。
• 放宽观测器的收敛条件，这样使观测器更容易收敛：
• 使用新的电机库，可以设置速度变化波动为80%（PLL） ，或400%（Cordic）。
• 这种情况下需要增加反向电动势幅度与估算速度一致性的检查。
• 更改速度/扭矩的爬升率：根据实际负载和转子的惯性等情况，让加速度更加柔和，防止突然加速导致对反向电动势估算的扰动。
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