作為初學者,第一步先打理論基礎:
西安交大王兆安老師的《電力電子技術》。
這本書可以了解電力電子常用器件,如 IGBT\SCR\GTO; 常用拓撲,如BOOST\BUCK; 常用調試方式,如 SVPWM\SPWM等相關內容,作為電力電子行業入門書籍,必讀!

電機學,推薦清華大學出版社出版的劉錦波老師的《電機與拖動》。書中對于直流電機,同步電機,感應電機的設計及控制論述詳細,通俗易懂。

視頻推薦華科周理兵老師的版本:
64 同步電機(一)_嗶哩嗶哩_bilibili
胡壽松老師的版本比較晦澀難懂,但是個人建議優先選擇。

陳伯時老師的《電力拖動自動控制系統》。對于FOC控制和環路設計,除了位置和速度觀測沒有,其他電控相關內容在書中都是有跡可循的。

以前我推薦了這四本書,很多讀者反饋,看書沒有明確的計劃,很容易半途而廢。
針對同步電機,我列出了我認為的知識重點,擬定了為期2個月的看書計劃供參考:

Simulink作為軟件仿真的重要平臺,可以快速迭代并驗證方法。
對于Simulink,我建議多看看MATLAB的help里自帶的例程,就像初學TI看TI官方庫例程一樣,原廠的例程能夠幫助你快速上手入門。
Simulink具體的技能主要是離散仿真的驗證,未來的電機應用會逐漸小型化,高功率密度,對成本越來越敏感。
哪怕是車上的應用,從這一點來說,芯片會越來越摳功能,增加成本又多余功能會被舍棄。自動代碼生成可能只在主驅,ECU,風電,光伏等基于MBD開發的場景使用,更大規模的是定點加手寫代碼,提高代碼的執行效率。
所以Simulink自動代碼生成,目前來看,對工業級和消費級應用并不多,手寫代碼為主的話,可以考慮離散仿真,或者把手寫代碼放到離散模塊里仿真。
我個人認為,硬件方面,我還是比較熟悉的。做軟件需要用到的硬件技能包括:
BUCK電路設計;
LDO發熱評估;
電流采樣電路分析、輸出采樣,下橋臂采樣,單電阻/雙電阻;
ADC采樣分析,比如采樣保持轉換時間、通道序列;
MOS和IGBT驅動電路分析,選型,發熱評估;
保護功能設計及評估,比如過載,堵轉,缺相,過流等;
強電部分和控制電路的連接;
以上是不同應用下,需要的基本技能,用于輔助項目開發提速。
控制技能涉及的就比較多了,具體包括:
MCU或者DSP底層配置,包括ADC采樣,PWM發波,brake保護及復位,中斷觸發;
總線配置及調試,主要是UART,或者要求高的場合用CAN,有些應用需要I2C;
FOC基本原理,基于轉子磁場定向,數學模型,坐標變換,星三角轉換;
電流采樣運放配置,和保護、ADC采樣觸發關聯;
電流環、速度環、弱磁、功率環設計;
基于無感位置觀測,或者霍爾、編碼器角度解析,速度計算;
伺服要考慮系統剛性,末端振動抑制;
伺服的低速齒槽轉矩補償,軌跡規劃,s曲線,smoothing;
增量式編碼器的初始位置校準;
離散化代碼實現及真實值、標幺化相互轉化;
離線參數辨識,包括定子電阻,電感,磁鏈,慣量等。
SVPWM過調制邊界,這是個多問題耦合的點,涉及弱磁,單電阻或者雙電阻采樣;
初試位置辨識,打脈沖或者強拉起步;
MTPA,MTPV,這個主題又和弱磁相關聯;
死區補償的設計,涉及電壓重構,低速觀測精度;
離散化補償,尤其高速下,因為低開關頻率導致的離散誤差,進而角度誤差增大。
實驗是檢驗真理的唯一標準,這是我從業十余年信奉的唯一準則。
一直堅持知行合一,所以我的建議是實踐和理論一定要緊密結合,相互迭代。
初學者最好有項目練手,一定要多動手多做實驗,多積極總結。
電機的學習進步沒有那么快,也沒有什么捷徑。
初學者普遍的幾個現象:
5.1 覺得自己都搞過了,什么都會了。缺乏理論基礎,沒有環路的概念;依然用BLDC換向那一套思維來分析FOC。
5.2 覺得電機控制很成熟了,沒有搞頭。未來電機是逐漸小型化,高效率化。將會有大量的項目需求,很多客戶并沒有設計能力,所以需要依托原廠,控制器廠商把電機項目落地。
另外來說,技術發展空間小,并不代表項目能成熟落地,能把項目穩定量產,再考慮行業是否成熟這個問題。
5.3 硬件搞過,軟件搞過,就覺得自己是全棧了。
全棧這個概念沒有任何意義。客戶不會因為你是全棧,就為你買單,買你的產品。客戶看重的是你能不能把項目落地,品質如何。打工也一樣,全棧只會讓你事更多,無法專注提升自己。并且工作種類太多,個人精力有限,能否高質量完成工作,也要打個問號。
其他工程師專注于自己的領域,打雜打得太多會迷失自己的方向。
哪怕是自己創業,我也推崇團隊>個人,一個人不可能完全全部的工作,這種模式是不可持續的。
搞電機的進步相對見效慢,一定要有耐心沉下心來踏踏實實鉆研,不是靠一時的風口起飛。
初學的知識點初步總結包括以下內容:

打好了理論基礎后,通過實物來轉電機了,先從基礎的發波開始。
1、通過 SVPWM 發50%占空比,先不接電機、測試實際輸出的 Vds,線電壓,端電壓是否正常。可以驗證發波邏輯,硬件電路是否正常。
2、弄清楚 ADC 采樣點和觸發邏輯,接上電機,發小的占空比,輸出相電路必須是直流。按照電流流入電機是+的極性規則,查看 ADC 采樣是否準確。包括電流相序、極性都必須驗證。
3、ADC 對電流,直流電壓采樣準確的前提下,給定角度,驗證坐標變換模塊是否正常。
4、坐標變換正常,下一步固定零電角度,Id給小電機,Iq=0,驗證電流環是否正常工作。
5、在電流環正常工作的情況下,說明PI計算也沒問題。
6、強拖起步,電角度由參數速度積分獲取,在保證緩慢爬升的基礎上讓電機空載轉起來。在這個過程中,旁路跑觀測器,但是無感估算的結果不用于控制。無感估算的速度必須跟當前電機速度匹配,進而驗證無感估算是否正常工作。
7、在無感估算正常的前提下,強拖到了一定速度,就可以切換到無感估算模式,進行FOC控制。
調試步驟
以上即是FOC調試的基本步驟,是目前最常見的一套強拉切換FOC的基本流程。
FOC估算最常用的便是滑膜,而強拉最常用的模式是I-f。通過以上步驟,可以把電機空載轉到最大轉速。
完成以上步驟了,就可以考慮用風機這一類的帶載的應用,因為風機的負載和速度的平方成比例,低速負載較小。速度越高,負載越大。
對于研究生學習FOC階段,建議先完成以上步驟。最重要的就是理論基礎到一定程度必須有實操,通過實操積累項目經驗。把項目實際落地是最重要的能力,踏踏實實先完成以上步驟,這也是我認為的FOC基礎學習階段的主要內容。
等把以上內容玩得很6了再考慮下一步,說起來容易做起來難,尤其沒有人手把手教的情況下完成上述步驟還是需要花很大精力。遇到挫折沒人帶也容易放棄,相信時間的力量。
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