【FOC进阶日记】实战篇③ 电机关键数据采集方法

作者 | 量子君
微信公众号 | 极客工作室

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【FOC进阶日记】专栏目录
第一章 实战篇① FOC与SVPWM详解
第二章 实战篇② 自发电控制算法
第三章 实战篇③ 电机关键数据采集方法

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前言

本专栏专注分享在 FOC（基于磁场定向控制的 BLDC 电机控制器）方面的学习过程和心得体会。包括 FOC 控制算法时的实验成果和代码实现，和一些电机控制方面的基础知识和实用技巧。通过这些内容的分享，希望能够帮助更多的人理解和掌握 FOC 控制算法，让大家能够更加轻松地开发和控制电机。

由于在电机控制应用中需要了解电机的性能以及行业对限流的要求，因此，对于每一个规格型号的电机，都需要测试其相关性能，以便得到相关的数据支撑。对于电机测试有以下测试目标：

• 需要记录下每个转速的空载Vs值和电机空载所能达到的最大转速。
• 数据记录完成后，进行相关的数据分析，包括但不限于：拟合测功机实测电功率和程序计算电功率；拟合iq与扭矩的关系曲线；分析限流值和限扭矩值的曲线（包括速度分界点和曲线关系等，实现低速限扭矩，高速限功率）。
• 测试数据的选择基于转速和扭矩进行划分。

电机测试步骤：

• 测试之前需明确限速值对应的转速，电源限流值等参数。
• 在硬件允许的范围内将限流值和保护值设置的尽量大
• 在空载下测试能达到的最大转速
• 在低速下不断加载，观察能电机能正常运行的最大转矩
• 在高速下限制电源电流

另外，电机测速也是尤为重要的一项。编码器输出的AB信号可以有效反应电机的转子位置，同时也可以根据AB信号的变化计算出电机转速，常用的编码器测转速的方法有M法、T法和M/T法。电机转速也是速度，也符合路程除以时间，只是表示不同。（$n=\frac{\theta }{t}$）

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一、M法（从路程入手）：

所谓M法（如图1），即计算在特定的时间段内转子旋转过的角度，即$t$固定，根据$\theta$计算转速$n$。

图1：M法（黄色为时间脉冲，蓝色为位置脉冲）

编码器输出的脉冲数可以等效为转子走过的角度，比如时间$t$内编码器输出脉冲数为$M_1$（不考虑倍频）,则转速为：$$n_{(M)}=60\ast \frac{M_1}{t}$$此方法在转速较高的情况下适用，举例，若电机转速较慢，在时间$t$内$M^{}$