电机调试常见问题

青梅煮酒

电机调试的开关频率设为多少是合适的?

一般来说开关频率根据具体的应用来确定，其原则是在系统性能和损耗之间进行折中，较高的PWM频率可以获得较低的音频噪声和电流谐波，较低的PWM频率可以获得较低的开关损耗但是系统性能可能会受到一定影响。一般选取PWM频率至少为最高输出电频率的20倍以上，以获得较低的电流谐波和较好的系统性能。IRMCF3xx的处理速度一般来说是完全足够的(常用系统主频为32～64MHz，最高可为128MHz。)若音频噪声是主要的问题，则开关损耗可以作为次要因素考虑，使用15KHz以上的开关频率比较合适;如果要平衡系统整体性能，则3～20KHz均可以考虑，IR建议对一般应用采用10KHz左右的开关频率。

空调或冰箱：

虽然压机厂家推荐3KHz～6KHz以降低漏电流和系统损耗，但为了降低系统音频噪声和提高系统控制性能也可以使用8～10KHz的开关频率。

洗衣机：

对音频噪声敏感的应用，一般开关频率为10～18KHz。直驱洗衣机常用16KHz，非直驱洗衣机常用10KHz。

室内风机和水泵：

对音频噪声敏感的应用，一般开关频率为18～20KHz。

普通风机和水泵：

平衡系统整体性能，3～16KHz均可，取决于输出电频率的范围。

牙钻等高速电机应用：

40KHz。音频噪声和电机的损耗为主要矛盾，逆变器的损耗则为次。

电机调试的死区设置有什么讲究?

能保证硬件安全的最小时间即可。一般对于IR的6A、10A、16A和20A的模块，0.5微秒就够了;若需要留更大的余量可以使用1～1.5微秒的死区。死区越短母线电压的利用率越高，系统控制的性能也越好(IRMCF3xx系列控制器没有死区补偿功能，过大的死区可能会带来某些负面影响)。

电机调试的电流环带宽多少是合适的?

电流环带宽的最小值取决于实际输出电频率的大小(最根本是由实际力矩波动的快慢决定的)，IR建议一般的应用使用1000～2000rad/s的电流环带宽，一般不要随意更改。电流环带宽越大，因电流环调整带来的音频噪声会稍大些，过大的电流环带宽还可能导致电流很小时电流环的振荡，IR建议电流环带宽的上限值是开关频率的10%;反之小的电流环带宽有利于降低音频噪声(如：直驱洗衣机)，但过小的电流环带宽会导致力矩环(电流环)跟踪不良而出现系统不稳定(如速度跟踪不良，电机啸叫等不稳定现象)。

在需要知道电流环带宽最小值的应用里，可先使用较高的电流环带宽，将电机运行在指定的速度下下，在MCE Designer里观察IqRef和Iq，逐步降低电流环带宽，开始觉得Iq跟踪性能下降时电流环带宽就不够了。下图是某电机在某个转63速下不同电流环带宽下Q轴电流的参考(黄色)和反馈(绿色)的对比图，其中左图带宽不够，此时系统可能会不稳定。400rad/s，电流跟踪不良1200rad/s，电流跟踪良好图40. 电流环带宽的变化对电流跟踪特性的影响对比。

电机调试需要设置多大的速度环带宽？

可以保证整个范围的速度跟踪特性良好且噪声较低的速度环带宽就是合适的带宽，即只要速度误差可以接受就不要再增加速度环带宽。过小的速度环带宽会导致速度跟踪特性不好，过大的速度环带宽可能会导致速度环振荡而产生较大的噪声(可参考 4.5.2 节)。在系统转动惯量波动极大的。

应用场合(如波动2～3个数量级)有时可能需要根据负载大小来分段设置速度环带宽。

电机调试的电流环采样比例设置多少为合适?

以在MCE Designer里观察IV和IW看不到明显的电流台阶为合适，或虽然可以看到电流台阶但系统稳定且音频噪声很低。一般应用中，建议不要修改电流环的采样比例(寄存器ScSsample的说明请参见5.3节的描述)以保证最佳的力矩跟踪特性。在对音频噪声敏感的应用中，设置电流环的采样比例(寄存器ScSsample)需要根据不同的电流输出频率和电流环带宽而进行不同的设置，如在某直驱洗衣机应用中合适的电流环相关参数的设置：

200RPM 以下200rad/s 1:16

200RPM 400rad/s 1:16

400RPM 400rad/s 1:4

600RPM 800rad/s 1:4

800RPM 1200rad/s 1:4

1200RPM 2000rad/s 1:2

(注：以上数据仅供参考，不同极数的电机最佳的设置是不同的。)

chen_sf

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