使用TI的InstaSPIN FOC，在电机启动期间如何产生足够的扭矩

TI的InstaSPIN FOC 同时自带电机参数自学习功能，通过自学习功能，可以识别电机的电阻，电感和反电势参数， 从而自动生成速度环和电流环控制的PID，因此大大简化了客户匹配电机的过程，减少了客户的开发时间。同时降低了客户对于FOC电机控制的经验要求，因此深受广大客户的欢迎。从而广泛应用于白电空调压缩机，冰箱压缩机，洗衣机电机，无人机动力电机，新能源汽车空调压缩机，各种风机，水泵，油泵等控制场合。接下来，我将讨论InstaSPIN FOC在启动期间产生足够的扭矩以及如何保持对齐以最大化扭矩。

产生足够的扭矩

随着启动负载的增加，您可以产生的扭矩将取决于电流和磁场的对齐方式(由角度估计的准确性决定)。

为确保可以产生足够的电流，变量 USER_MOTOR_MAX_CURRENT 必须大于产生额定转矩所需的额定电流。USER_MOTOR_MAX_CURRRENT 是一个变量，用于设置速度控制器的最大(正负)输出(在图 1 中用作 Iq PI 电流控制器中的 Iq_ref 输入)。

例如，请注意以下在满载情况下启动电机时捕获的波形。产生移动该额定负载所需的扭矩需要 4A 的电流。在这种情况下，USER_MOTOR_MAX_CURRENT 设置为 (6.0)，您可以看到在第一个电气循环中达到了 6A 电流以移动转子。然后FAST™能够提供一个有效的角度，使控制系统能够立即将电流使用量调节到仅需要的 4A。

使用 ForceAngle 时，即使生成稳定的反馈角度，也不一定要正确对齐以生成最大扭矩。您基本上只是扫描定子磁场并等待转子磁场锁定并同步。当定子磁场方向不正确时，您将不会产生足够的扭矩，或者在最坏的情况下会产生所需的相反方向的扭矩。要查看实际情况，您可以使用 ForceAngle 进行一些试验，并注意有时转子开始沿正确方向完美平滑地移动，有时它似乎暂停、摇晃或开始向相反方向短暂移动。为了改善这种情况，需要为控制系统提供更好的启动角度。但是，当 FAST 无法在零速下提供有效角度时，我们该怎么做呢?

在磁场定向控制系统中进行初始校准的一种方法是将直流电流注入控制系统的 Id 部分(不注入 Iq)。这是 D 轴，定义为转子磁通的方向。

如果这个电流大到足以移动转子(和任何负载)，这将导致转子现在处于已知角度(0 弧度)，这意味着虽然仍然模拟强制角度，但它至少在正确的方向和产生扭矩的最佳位置。这种直流电流注入可以“手动”完成，或者您可以利用 InstaSPIN-FOC 中已包含的 RsRecalibration 标志。定子电阻 (Rs) 识别是电机参数识别功能的一部分，在用户指南第 6.5.4 节中进行了描述。对于初始电机识别，建议使用大约 10% 到 20% 额定值的直流电流值 (USER_MOTOR_RES_EST_CURRENT) 以获得有效值。提供了一个 RsRecalibration 标志，以便在运行时操作期间，可以重做同样的直流注入，并且可以测量 Rs 值并将其更新到控制系统中。对于重负载启动，可以增加该直流电流值以产生足够的扭矩，以机械方式将转子磁通与已知位置对齐。应该注意的是，增加这个直流电流可能会增加定子绕组的温度，并且应该增加估计的 Rs。您应该对您的应用进行试验，以确保 FAST 的估计值对于您将在启动后操作电机的操作区域仍然有效。应该注意的是，增加这个直流电流可能会增加定子绕组的温度，并且应该增加估计的 Rs。您应该对您的应用进行试验，以确保 FAST 的估计值对于您将在启动后操作电机的操作区域仍然有效。应该注意的是，增加这个直流电流可能会增加定子绕组的温度，并且应该增加估计的 Rs。您应该对您的应用进行试验，以确保 FAST 的估计值对于您将在启动后操作电机的操作区域仍然有效。