Настройка Votol: токи, рекуперация, старт с места и температурная защита

Введение

Кратко: цель — обеспечить надёжную работу инвертора Votol с выбранным мотором и батареей. Основные блоки настройки: лимиты токов (фазный/батарейный/реген), алгоритм старта (sensorless/Hall/encoder), параметры рекуперации и температурная защита (MOSFET/motor). Далее — практические шаги, рекомендуемые величины и процедуры тестирования.

Требования и инструменты

• Аппарат: контроллер Votol с доступом к конфигу (USB/CAN/UART).
• Измерения: клещи-амперметр, вольтметр, осциллограф (по возможности), термопара/термопара с логгером.
• Безопасность: основной предохранитель, размыкатель, аварийная кнопка, изолированная тестовая стойка.
• Данные о моторе/батарее: номинальный фазный ток, номинальное напряжение, число пар полюсов, тип датчиков (Hall/encoder), внутреннее сопротивление мотора.

Общие принципы установки лимитов токов

1) Понятия

• Фазный ток (I_phase): ток через обмотки мотора. Влияет на нагрев мотора и MOSFET.
• Ток батареи (I_batt): ток, который подаёт аккумулятор — влияет на BMS и кабели.
• Регенерационный ток (I_regen): ток, который идёт обратно в батарею при торможении.

2) Стратегия выставления значений

• Установите continuous_phase_current = номинальному фазному току мотора.
• Peak_phase_current = 2–3 × continuous (короткие броски, 1–3 с), если контроллер и мотор это допускают.
• Battery_current_limit = min(макс бортового кабеля/BMS, расчет по мощности): I_batt_max = P_max / V_batt_nom.
• Regen_current_limit = ограничьте так, чтобы BMS не заходил в overcharge и батарея принимала ток: обычно 10–50% от пикового зарядного тока батареи.

Примеры (ориентир): для 3 кВт системы на 48 В: P_max≈3000 Вт → I_batt≈62 A; установите батарейный лимит 60 A, фазный номинал мотора ~70 A, peak_phase 150–200 A.

3) Проверка и верификация

• На низких оборотах и при полной нагрузке измерьте I_batt и I_phase.
• Убедитесь, что I_batt не превышает заявленный BMS/кабели.
• Проверьте форму тока на осциллографе: отсутствие больших импульсных выбросов, симметрия фаз.

Настройка старта с места (sensorless vs Hall/encoder)

1) Hall / Encoder (рекомендуется при низких скоростях)

• Укажите количество импульсов/оборотов (CPR) для энкодера и число пар полюсов.
• Настройте offset/phase advance: выполните автоматическую калибровку или вручную проведите alignment (фиксация ротора током).
• Параметры старта: `alignment_current` (например 10–30% от peak), `alignment_time` (100–500 ms), `open_loop_ramp_rate` (скорость увеличения частоты в RPM/s).
• Порог переключения в FOC/синхронный режим: `closed_loop_switch_rpm` — установите 50–200 rpm.

2) Sensorless

• Sensorless старт требует open-loop алгоритма: выставьте стартовый ток (`start_current`) и длительность (`start_time`).
• Для тяжёлого ротора увеличьте `start_current` и плавно повышайте `ramp_rate`.
• Если присутствует сильный проворот ротора, увеличьте `open_loop_time` или используйте небольшую помощь руками при кручении колеса.

3) Практическая последовательность

1. Подключите датчики (если есть) и проверьте сигналы Hall/encoder на логическом анализаторе.

2. Выполните alignment и убедитесь в стабильности позиции при подаче заданного тока.

3. Проведите медленный старт без нагрузки, контролируя ток и направление.

4. Увеличьте нагрузку и наблюдайте переключение в закрытый цикл.

Настройка рекуперации

• Установите `regen_enable` и `regen_current_limit`.
• Определите `regen_voltage_cutoff`: напряжение батареи при котором рекуперация ограничивается/выключается (обычно на 1–2 V ниже высокого порога BMS).
• Мягкий вход рекуперации: задайте `regen_slew_rate` для сглаживания скачков тока при резком торможении.
• При наличии BMS с CAN — согласуйте лимит рекуперации с его параметрами и получайте статус charge_allowed.

Практическое правило: если BMS не поддерживает внешний контроль зарядного тока, держите I_regen допустимого зарядного тока. Решение: уменьшить `regen_current_limit` или настроить CAN-взаимодействие с BMS.

• Симптом: перегрев MOSFET при допустимом токе. Причина: плохое охлаждение/неверно выставленный phase current. Решение: проверьте теплопроводность, уменьшите фазный предел, добавьте дерейтинг.

Заключение — чеклист перед эксплуатацией

• Установлены верные pole pairs, CPR, направление фаз.
• Лимиты phase/battery/regen соответствуют мотору и батарее.
• Старты работают стабильно на всех режимах (холостой ход и нагрузка).
• Температурная защита протестирована и дерейтинг настроен.
• Есть аварийный предохранитель и кнопка стопа.

Соблюдение методики гарантирует безопасность, стабильность и долгий срок службы силовой электроники и мотора.