AXIOM:100+kw电机控制器,高功率、高性能、完全兼容VESC

2019年08月08日 作者:suc1247

历史上第一次,AXIOM为大型三相电机的精确控制提供了清晰、开放的途径。而且,随着电动汽车的大规模增长,以及如此多的小公司和大公司竞相在未来的交通运输中占据主导地位,数十亿美元的资金投入加速了电动汽车的到来。

它是由Marcos-MIT TR35-,无尽的球体论坛传奇highhope,1/4英里电动汽车世界纪录保持者Arlo1,最高的工程等级Maxi组合而成,并使用、改进和加速Benjamin Vedder的后续工作,以及一系列新的固件代码,使人类在旋转电机方面更加出色!

它不仅是一个功能丰富的高性能控制器,而且还包含一个功率密集的包。最好的部分当然是硬件和固件是开源的!使原理图、物料清单和代码可供每个人试验和改进,是汽车、研究和工业的理想平台。

它是什么?

它是一个三相电机控制器。它需要一个直流电压,并使用PWM产生3个正弦波来驱动电机,概念上类似于无人机和自行车的小型ESC。不同之处在于,这种特殊设置可以安全地使用400V电池,全年流量为300A。

前期主要的工作主要集中在控制板上,该控制板能够驱动超过400V且超过300A的驱动方式,这些是由功率计(IGBT,直流链路电容器等)定义的。

选择EconoDual IGBT模块是因为它是一种流行的封装,它们具有许多电压和电流水平(从600V到1700V,从100A到800A),来自许多品牌,采用IGBT和SiC技术,并提供现成的栅极驱动器匹配他们。

 

为什么?

因为希望成为最大胆,最引人注目的构造的一部分,所以没有其他开放式平台能够驱动100kW级电机。您所能得到的只是具有高标记的专有控制器,无法根据您的需求进行调整,更重要的是,您无法看到内部工作情况来评估质量是否符合您的标准,包括软件和硬件。

新一轮电动汽车公司与专有电机驱动器相关联,该项目为客户提供了将电机驱动器深入集成到系统中的机会,为其产品提供了独特的垂直化机会。这节省了成本,并提高了车辆的质量和集成度。

开放Axiom还展示了工作质量,使这个团队成为理想的承包商,世界上没有多少人拥有生产高性能驱动单元的技能和知识。

由于VESC基础平台稳步发展,从业余爱好工具到完整的EV技术,Axiom也成为可能。

 

这个怎么运作?

长话短说,它需要你的电池电压(HighVoltageDC)并使用PWM产生3个正弦波,传播120°以驱动电机。实际上,它使用空间矢量调制(SVM),这减少了所需的切换量,从而减少了切换损耗。

尽管VESC支持在梯形和磁场定向控制模式下驱动电机,但这块电路板仅适用于FOC。它更适合应用。

FOC是将您的正弦波与电机内部的实际磁场对齐,并使用矢量信号控制机器,该矢量信号由与磁通量(Iq)正交的转矩产生电流和磁通产生电流(Id)组成。关于这个主题有很多很好的资源,您可以在这里看到执行转换的实际代码行。

除控制回路外,您还需要一个用户界面来配置电机参数,它将成为您调试问题和了解机器的工具。向Benjamin的VESC工具致敬:

既然您已经安装了一些软件,那么高功率应用程序将需要一些非常特殊的硬件:

以下是设计团队对此的看法:

  • 与EconoDual / 17mm IGBT模块机械匹配。更紧凑,更少的装配步骤,更少的布线和压接,没有适配器部件。
  • 集成在板上的隔离HVDC和相电压监控,直接连接到IGBT,以实现更清晰的信号和更快的装配。
  • 板上的直流链路电容放电电阻。安全要求,在电路板未通电时将其放电。
  • 用于测量模拟信号的RF连接器。这提供了类似仿真的信号质量,非常适合开发。
  • 个别IGBT故障监测。您可以判断哪个IGBT出现故障。
  • 过压,过流和过热的个别故障指示灯。
  • 个别IGBT温度监测。
  • 莱迪思iCE40 FPGA,使用开源工具链进行sinthesis和HDL开发。
  • FPGA持续监控所有故障输入。如果断言任何故障,则关闭所有PWM活动。
  • FPGA监控MCU产生的PWM。如果检测到直通命令,则关闭PWM。
  • RJ45端口。它们不是以太网,它们以标准的现成方式提供屏蔽双绞线。
  • 双模拟加速器输入。
  • 双隔离CANbus接口(固件尚未用于第二接口)。
  • 解析器支持。
  • BiSS绝对编码器支持(dev下的固件)。
  • Sin / Cos编码器支持。
  • 为栅极驱动器提供稳压15Vdc,并监控该电压。
  • 2个带RF连接器的DAC输出可窥视固件内部。
  • 2用于驱动小负载或继电器的开漏输出,例如用于泵。
  • 更多保险丝,更多TVS,更多EMI过滤。

 

以下是一些高分辨率图像供参考:

 

 在学校强制要求用RF连接器探测关键模拟信号:

1 2

相关文章

tracer