Sevcon Gen5 Size 9 — Configuração Ampera Racing

Status: ✅ FUNCIONANDO DCF de referência: funciona_29-05.dcf Data: 28-29/05/2026

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1. Hardware

Inversor

• Modelo: BorgWarner Gen5 Size 9
• Algoritmo: Induction Vector Control - Torque Mode
• Bus DC nominal: 144 V
• Bus DC máximo: 168 V

Motor — Hercules 610000379

Parâmetro	Valor
Potência nominal / pico	11 kW / 28 kW
Tensão nominal (Vca)	102 V (ligação estrela)
Frequência nominal	103 Hz
Corrente nominal / vazio / máx	133 A / 114 A / 257 A
Rotação nominal / máxima S2	3000 / 6000 RPM
Torque nominal / pico	34.85 / 94 Nm
Polos / pares de polos	4 / 2
Fator de potência (carga plena)	0.54
Momento de inércia	0.0696 kg·m²
Regime de serviço	S2, 60 min

Parâmetros elétricos (fabricante)

Parâmetro	Valor
Stator Resistance (Rs)	14.3 mΩ
Rotor Resistance (Rr)	13.8 mΩ
Magnetizing Inductance (Lm)	772 µH
Stator Leakage Inductance (Lls)	90.7 µH
Rotor Leakage Inductance (Llr)	111.2 µH

Encoder — BMO-6204/048S2/UA108A (SKF)

• Tipo: AB incremental magnético, integrado em rolamento
• PPR: 48
• Phase shift A↔B: 90° ±20°
• Period accuracy: ±3%

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2. Configurações Alteradas

2.1 Speed Regulator [aba Speed Regulator]

Parâmetro	Default	Configurado	Por quê
Speed regulator Kp	0.0	0.01 Nm/RPM	Em zero, cutback de speed limit em torque mode não atua
Speed regulator Ki	0.0	0.001 Nm/RPM/s	Componente integral do mesmo loop
Accel Limit	0.0	5000 RPM/s	Limita aceleração comandada
Decel Limit	0.0	5000 RPM/s	Limita desaceleração comandada

2.2 Modulation Index Control [aba Modulation Index]

Parâmetro	Default	Configurado	Por quê
Mod index control Kp	0.125	2.0	Default 16× menor que recomendado — FW loop muito lento
Mod index control Ki	0.0625	1.0	Idem componente integral

2.3 Corrente de Magnetização [0x4641]

⚠️ Superado em 06/07/2026 — ver seção 3 (Flux Map variável). Mantido aqui como histórico do baseline.

Parâmetro	Configurado	Por quê
Im min = Im max = Im rated	102.4 A	Não temos curva de saturação real do motor. Sem dados, FW dinâmico usaria estimativa não calibrada do DVT — preferimos Im fixo

2.4 Battery Limits / DC Link Voltage Setup

Parâmetro	Configurado	Por quê
Minimum Capacitor Voltage	100 V	Antes vazio
Maximum Capacitor Voltage	168 V	Antes vazio. Bus máximo
Nominal Capacitor Voltage	144 V	Antes vazio. Tensão nominal do bus
Capacitor Cutback Range	10 V	Antes vazio. Faixa de transição gradual

Após preencher, executar "Calculate / Write voltage cutbacks".

2.5 Speed Limit Ramp Rates [Baseline Profile 0x2920]

Parâmetro	Default	Configurado	Por quê
Speed limit ramp down rate (torque mode)	200 RPM/s	50000 RPM/s	Inércia super baixa do motor exige cutback rápido
Speed limit ramp up rate (torque mode)	200 RPM/s	50000 RPM/s	Consistência

2.6 Encoder Tracking PLL [0x4631]

Parâmetro	Default	Configurado	Por quê
Primary encoder tracking loop PLL gain	40000	13000	Encoder ±20° phase shift causa oscilação periódica — banda menor filtra
Primary encoder tracking loop K1	65000	22000	Mantém damping ζ≈1 com ωn menor
Primary encoder tracking loop K2	40000	4500	Define ωn ~80-100 Hz
Encoder speed filter	1000 Hz	100 Hz	Filtragem adicional na saída do PLL

2.7 Saturation Map [0x4614]

⚠️ Superado em 06/07/2026 — ver seção 3.3. Com o flux map variável, o saturation map precisa cobrir a faixa 30–102 A.

Parâmetro	Configurado	Por quê
Im min = Im max	102.4 A	Im é fixo em 102.4 A (seção 2.3), então o map cobre apenas esse ponto

2.8 Speed Limits (cadeia em camadas)

Parâmetro	Configurado	Por quê
Local Motor Limits → Max motor speed	6000 RPM mech	S2 max do motor
Overspeed Limit [0x4624,0]	7200 RPM mech	Trip duro. Margem 20% sobre Max motor speed pra absorver o erro do encoder (modulação ±29% por phase shift ±20°)

2.9 Low Speed Regulator [aba Low Speed Reg]

Parâmetro	Default	Configurado	Por quê
Hi-Res speed threshold	0.0 RPM	1500.0 RPM	Mantém o laço de alta resolução ativo até 1500 RPM para evitar o ruído ruidoso/vibratório do encoder de 48 PPR em rotações baixas.
Hi-Res speed threshold delta	0.0 %	30.0 %	Faixa de transição suave de 1500 RPM a 1950 RPM (1500 + 30%), evitando ressonâncias e trancos na mudança de laço.
Hi-Res speed regulator Kp	0.0	0.005 Nm/RPM	Ganho proporcional conservador para evitar oscilações na arrancada e em baixas velocidades.
Hi-Res speed regulator Ki	0.0	0.0005 Nm/RPM/s	Ganho integral conservador para eliminar erros de regime sem induzir oscilações lentas.

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3. Flux Map variável — anti-tranco em repouso (06/07/2026)

3.1 Problema

Com o carro no chão, ligado e parado (torque request = 0), o motor vibra continuamente de um lado pro outro. No cavalete o sintoma quase não aparece (um tranco só e para). Girando o eixo na mão com o inversor habilitado, ele "puxa de volta" como uma mola.

Causa raiz: com Im fixo (seção 2.3), o motor mantém 102,4 A de magnetização mesmo parado com pedal solto. O encoder de 48 PPR (192 contagens/volta) atualiza o ângulo em saltos discretos de ~1,9° mecânicos; cada salto desorienta momentaneamente o vetor de corrente e uma parte do Id "vaza" pro eixo de torque → pulso de torque a cada borda de pulso. No chão, a elasticidade pneu+corrente devolve o rotor através da mesma borda → ciclo-limite sustentado. No cavalete, a roda livre assenta entre duas bordas e o ciclo morre.

O pulso de torque parasita escala com o Id — reduzir a magnetização em repouso ataca a fonte do problema.

3.2 Motor Flux Map [0x4610]

Mapa torque demandado → corrente de magnetização (antes: 102,41 A em todas as linhas, e a tabela só cobria 46–94 Nm):

Torque (Nm)	Mag Current (A)
94	102.41
94	102.41
80	102.41
60	102.41
40	90
25	75
12	55
5	40
0	30

Como a curva foi construída (heurística de engenharia, não dado do fabricante — só temos o Im nominal):

1. Platô (T ≥ 60 Nm → 102,41 A): torque ≈ k·Id·Iq e o Iq tem teto (Is max = 257 A). Torque de pico exige campo pleno — nessa faixa nada mudou, performance de largada intacta.
2. Meio (descida ~√T, com folga pra cima): a divisão eficiente entre Id e Iq segue Id ∝ √T. Os valores ficaram deliberadamente acima da curva ótima de eficiência: campo extra = menos tempo re-fluxando quando pisa = melhor resposta. Priorizado resposta sobre eficiência.
3. Piso (0 Nm → 30 A, ~30% do nominal): não zerar o fluxo em repouso mantém o motor "pré-armado" pra primeira mordida de torque e o controle vetorial estável. 25–35% do Id nominal é faixa típica de idle flux em drives de tração. 30 A corta o torque parasita em ~70% e o consumo parado em ~91% (perdas no cobre ∝ Id²).

Por que o piso não é 0 A (eficiência máxima em repouso seria fluxo zero, mas):

• O fluxo do rotor sobe com a constante de tempo rotórica: τr = Lr/Rr = (772 + 111,2) µH / 13,8 mΩ ≈ 64 ms. Partindo de zero, ~3τr ≈ 190 ms até campo pleno — e sem campo não há torque nesse intervalo.
• O custo não é só na largada: toda reaplicação de pedal que passou perto de 0 Nm (alívio em curva no autocross/enduro) teria hesitação de até ~0,2 s, e inconsistente (depende de há quanto tempo soltou o pedal).
• Controle vetorial orienta-se pelo fluxo do rotor — fluxo zero = sem referência de orientação; e ruído de demanda perto de 0 Nm ficaria ligando/desligando o campo (bombeamento térmico, resposta errática).
• Se o problema for térmico com carro parado muito tempo (fila), a solução é desabilitar o inversor (pre-operational), não fluxo zero na tabela.

⚠️ Não usar a caixa "Set magnetising current to fixed value" com 0 — zera a tabela inteira e o motor não produz torque.

3.3 Saturation Map [0x4614] — atualização obrigatória

Com Id variando de 30 a 102 A, o map de ponto único (seção 2.7) não serve mais:

Parâmetro	Configurado	Por quê
Im min	30 A	Piso do flux map
Im max	102 A	Im nominal
Perfil	Calculate map (gerador genérico)	Aproximado, mas melhor que Lm constante com Id variável

3.4 Trade-off e validação

Custo teórico: ao pisar fundo do repouso, o fluxo sobe de 30→102 A com a constante de tempo do rotor (~dezenas a 200 ms). Na prática é mascarado pela rampa de torque de 150 Nm/s: em 0,2 s a demanda é só ~30 Nm, que o fluxo parcial entrega.

Checklist de validação:

1. Tranco em repouso no chão deve cair drasticamente.
2. Lançamento cronometrado antes × depois — não deve haver diferença mensurável.
3. Truque de pista: leve pré-aperto no pedal contra o freio na fila re-fluxa o motor antes do sinal.

Knobs de ajuste empírico:

• Piso (linha 0 Nm): ainda treme parado → desce até ~20 A; largada "borrachuda" no primeiro décimo → sobe pra 40–50 A.
• Joelho (60 Nm): só mexer se otimizar eficiência/térmica em torque parcial (endurance) — não afeta o tranco.

Bônus: −70 A parados = menos calor no motor/inversor e menos dreno do pack na fila/grid.

3.5 Experimento opcional — Id acima do nominal no torque de pico (NÃO testado)

Ideia: com o limite total Is max = 257 A, o ótimo teórico de torque (ferro ideal) seria Id = 257/√2 ≈ 182 A — mais que o Im nominal. Na prática a saturação mata o ganho: acima do joelho (≈ Im nominal, definido pelo fabricante justamente por isso), cada ampère extra de Id compra quase zero fluxo e vira calor, enquanto rouba Iq garantido (102→130 A de Id derruba Iq de 236→221 A). Resultado líquido tende a zero ou negativo.

Única janela plausível: o datasheet lista corrente a vazio = 114 A, sugerindo que o joelho real pode estar um pouco acima dos 102 A configurados.

Se for testar:

Passo	O quê
1	Flux map: linhas de topo (94/94/80 Nm) de 102.41 → 114 A; resto da tabela inalterado
2	Saturation map: Im max = 114 A (Im min continua 30) → Calculate map → write → save → power cycle
3	Im rated (102 A) e Lm rated (770,6 µH) NÃO mudam — são a âncora 1.0 PU do datasheet; mover a âncora desloca a curva inteira
4	Rs, Rr, Lls, Llr inalterados (não dependem do nível de magnetização)

Veredito pelo cronômetro e termômetro, não pelo DVT: acima de 102 A o Lm usado pelo controle é estimativa do perfil genérico, então o torque reportado não é confiável nessa região. Ganho esperado < 2% (dentro do ruído de medição); motor é S2 60 min — monitorar temperatura. Sem ganho claro de tempo de lançamento → voltar pra 102.41 A e encerrar.