EPC9147B開(kāi)發(fā)板快速上手：電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的高效解決方案

引言

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制領(lǐng)域，高效、穩(wěn)定且易于使用的開(kāi)發(fā)板至關(guān)重要。EPC9147B作為一款專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器接口板，與德州儀器（TI）的LAUNCHXL開(kāi)發(fā)套件搭配使用，為工程師們提供了一個(gè)強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。本文將詳細(xì)介紹EPC9147B開(kāi)發(fā)板的特點(diǎn)、使用方法以及如何通過(guò)它來(lái)控制電機(jī)，幫助工程師們快速上手。

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EPC9147B開(kāi)發(fā)板概述

功能描述

EPC9147B是一款接口板，它能夠適配TI的LAUNCHXL開(kāi)發(fā)套件，如F28379D、F28069M或F280049等，這些套件采用了TI C2000微控制器家族。該接口板可以連接到兼容的三相eGaN? FET/IC電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變器板，如圖1所示。通過(guò)它，用戶(hù)可以利用現(xiàn)有的TI InstaSPIN_UNIVERSAL GUI資源以及EPC專(zhuān)用文件對(duì)控制板進(jìn)行編程，從而使用無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制和空間矢量脈寬調(diào)制來(lái)控制由eGaN FET/IC三相逆變器供電的電機(jī)。

推薦工作條件

EPC9147B與TI LAUNCHXL系列控制器結(jié)合使用時(shí)，可兼容以下EPC電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變器板：EPC9146、EPC9167HC、EPC9173、EPC9176和EPC9186。其提供的固件需要測(cè)量相電壓，并且可以進(jìn)行修改，以測(cè)量功率板的溫度并通過(guò)EPC9147B控制板上的電位器控制速度。

EPC9147B開(kāi)發(fā)板詳細(xì)介紹

外觀與接口

圖2展示了EPC9147B開(kāi)發(fā)板的正反兩面，詳細(xì)說(shuō)明了安裝選項(xiàng)、接口以及人機(jī)界面等連接信息。在EPC9147B板上，有電源LED、速度調(diào)節(jié)旋鈕、內(nèi)部3.3V電源跳線和外部3.3V電源連接器；在LAUNCHX板上，則有復(fù)位按鈕和各種跳線。

測(cè)試點(diǎn)

開(kāi)發(fā)板上設(shè)有多個(gè)測(cè)試點(diǎn)，用于測(cè)量各種模擬、誤差和PWM信號(hào)。模擬信號(hào)包括電壓和電流讀數(shù)、驅(qū)動(dòng)器的輸入直流電壓以及電流檢測(cè)等。操作人員需要仔細(xì)閱讀電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變器的快速啟動(dòng)指南，以確定正確的縮放系數(shù)。測(cè)試點(diǎn)的位置如圖3所示。

過(guò)流檢測(cè)

EPC逆變器板配備了過(guò)流檢測(cè)電路，但TI固件不提供過(guò)流保護(hù)。如果需要在控制固件中實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)，可聯(lián)系德州儀器的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師獲取固件開(kāi)發(fā)支持。

0Ω電阻

安全警告

EPC9147B的人機(jī)界面控制和旋鈕以及整個(gè)開(kāi)發(fā)板都沒(méi)有隔離。該開(kāi)發(fā)板參考電源地，當(dāng)計(jì)算機(jī)通過(guò)USB接口連接到EPC9147B操作電機(jī)時(shí)，必須格外小心。建議使用LAUNCHXL板上的光隔離USB通信選項(xiàng)，以避免損壞計(jì)算機(jī)。

連接細(xì)節(jié)

逆變器連接

使用InstaSPIN Universal GUI控制Teknic M-3411P-LN-08D電機(jī)

下載德州儀器資源

1. 從鏈接https://www.ti.com/tool INSTASPINUNIVERSALGUI下載通用GUI。確保使用個(gè)人資料登錄ti.com，并選擇該軟件用于民用。
2. 執(zhí)行下載的程序instaspinuniversalgui_v105.exe。
3. 按照默認(rèn)設(shè)置完成所有安裝步驟。在GUI安裝過(guò)程中，可能會(huì)提示安裝Spectrum Digital仿真器的驅(qū)動(dòng)程序，點(diǎn)擊“安裝”按鈕即可。

下載EPC三相逆變器板專(zhuān)用固件

1. 點(diǎn)擊EPC9147B網(wǎng)頁(yè)上的“GitHub EPC參考設(shè)計(jì)固件”鏈接，下載EPC板專(zhuān)用文件并存儲(chǔ)在正確的位置。
2. 在GUI軟件中安裝特定的EPC目錄。
3. 導(dǎo)航到目錄C:tiguicomposerwebapps，將目錄InstaSPIN_F2806xM_UNIVERSAL重命名為InstaSPIN_F2806xM_UNIVERSAL_original。
4. 再次從EPC9147B網(wǎng)頁(yè)上的“GitHub EPC參考設(shè)計(jì)固件”鏈接下載EPC功率板固件，然后復(fù)制EPC提供的InstaSPIN_F2806xM_UNIVERSAL目錄，保持原始名稱(chēng)不變。

提高程序DPI分辨率

瀏覽復(fù)制到路徑c:tiguicomposerwebapps的InstaSPIN_F2806xM_UNIVERSAL目錄。右鍵單擊InstaSPIN_UNIVERSAL.exe程序，在彈出菜單中選擇“屬性”，然后點(diǎn)擊“兼容性”選項(xiàng)卡和“更改高DPI設(shè)置”按鈕。勾選“覆蓋高DPI縮放行為”并選擇“系統(tǒng)（增強(qiáng)）”選項(xiàng)，然后點(diǎn)擊“確定”。

首次啟動(dòng)準(zhǔn)備

每個(gè)功率板都有其特定的文件，但軟件總是執(zhí)行名為appProgram.out的文件。因此，每次選擇一個(gè)功率板時(shí)，應(yīng)復(fù)制與其關(guān)聯(lián)的特定文件并將其重命名為appProgram.out。具體步驟如下：

1. 瀏覽到c:tiguicomposerwebappsinstaSPIN_F2806xM_UNIVERSAL。
2. 在指定目錄中，每個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)參考設(shè)計(jì)板都有一個(gè)擴(kuò)展名為.out的文件。
3. 復(fù)制所需參考板的.out文件，并將復(fù)制的文件重命名為appProgram.out。
4. 確保EPC9147B + LaunchXL F28069M開(kāi)發(fā)板連接到計(jì)算機(jī)的USB端口。
5. 啟動(dòng)InstaSPIN_UNIVERSAL.exe程序。該程序會(huì)查找名為appProgram.out的文件，并將其下載到F28069M處理器的RAM內(nèi)存中。確保選擇與要與EPC9147B一起使用的功率板對(duì)應(yīng)的正確.out文件，并將其重命名為appProgram.out。

使用InstaSPIN Universal GUI控制電機(jī)

系統(tǒng)設(shè)置

在操作開(kāi)發(fā)板之前，用戶(hù)必須檢查它是否是正確的參考設(shè)計(jì)。必須啟用LaunchXL板的USB光隔離器才能繼續(xù)操作。

啟動(dòng)Teknic電機(jī)

此操作僅適用于Teknic電機(jī)Teknic_M-3411P-LN-08D。在完成硬件連接并啟動(dòng)InstaSPIN UNIVERSAL GUI后，按以下步驟啟動(dòng)電機(jī)：

1. 點(diǎn)擊“啟用系統(tǒng)”。
2. 檢查總線電壓值是否與施加的直流總線電壓對(duì)應(yīng)。如果電壓不對(duì)應(yīng)，最常見(jiàn)的問(wèn)題可能是電源設(shè)置不正確或使用了錯(cuò)誤的.out文件（讀取的電壓取決于功率板上的電阻分壓器）。
3. 如果電壓正確，勾選“運(yùn)行”框即可啟動(dòng)電機(jī)。
4. 可以通過(guò)更改Speed_Ref_RPM值來(lái)修改電機(jī)速度。交換參考速度的符號(hào)將命令電機(jī)改變旋轉(zhuǎn)方向。例如，正參考速度值時(shí)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，負(fù)參考速度值時(shí)電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
5. 可以通過(guò)更改圖中所示的值來(lái)調(diào)整電流環(huán)和速度環(huán)參數(shù)。
6. 若要停止電機(jī)，取消勾選“運(yùn)行”框。

需要注意的是，LAUNCHXL是從RAM而不是Flash運(yùn)行的，因此對(duì)開(kāi)發(fā)板進(jìn)行電源循環(huán)后需要重新編程。

總結(jié)

EPC9147B開(kāi)發(fā)板為電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制提供了一個(gè)功能強(qiáng)大且易于使用的解決方案。通過(guò)與TI的LAUNCHXL開(kāi)發(fā)套件和InstaSPIN Universal GUI結(jié)合使用，工程師們可以快速實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制。在使用過(guò)程中，要注意安全問(wèn)題，特別是開(kāi)發(fā)板的非隔離特性。希望本文能夠幫助工程師們快速上手EPC9147B開(kāi)發(fā)板，實(shí)現(xiàn)高效的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。你在使用EPC9147B開(kāi)發(fā)板的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。