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無傳感器磁場定向電機控制解決方案

作者: 時間:2016-12-22 來源:網絡 收藏
中國,2008年2月5日 — 意法半導體(紐約證券交易所代碼:STM)今天發布一套完整的基于該公司2007年中期推出的STM32閃存微控制器的三相電機控制開發套件,這套工具包含用戶評估這個32位微控制器解決方案以及自行開發無傳感器電機控制應用所需的全部硬件和固件。STM32微控制器以性能強大的ARM? Cortex?-M3為內核,是ST為滿足價格敏感的家用電器和工業設備對微控制器的高性能和低能耗的要求而專門開發。

ST是市場上第一家提供基于Cortex-M3內核的無傳感器的磁場定向電機控制解決方案的廠商。這套工具證明STM32的內核和專用電機控制外設都有充足的處理能力來優化驅動器的性能,最小化系統總體成本。STM微控制器在25毫秒內即可執行一整套無傳感器三相無刷永磁同步電機(PMSM)矢量控制算法,大多數應用任務占用CPU資源比率小于30%,為CPU執行其它應用任務(如需要)預留了充足的處理能力。永磁電機同步電機控制解決方案的代碼大小少于16千字節。

同一硬件平臺可以用于永磁同步和交流感應兩種電機,最高工作電壓48V;該套件提供電路示意圖,以最大限度縮短硬件設計時間。這套工具準許用戶通過板上彩色液晶顯示器和方向控制鍵實時監控電機運行狀態,也可以用板上的按鍵和調諧器單獨調整運行參數。這套開發工具含有Segger J-Link USB供電的JTAG仿真器,閃存編程和實時調試功能允許用戶從評估階段到高級開發階段全程使用同一硬件和固件平臺,這樣用戶在開發目標系統之前不必再創建一個新平臺。開發套件還含有一個調試器和編程器。

以成本效益為特色的STM32電機控制功能適用于多種應用領域,包括洗衣機、洗碗泵、冰箱、空調等家電產品和電動汽車、中低檔工業驅動器、辦公自動化設備、暖通空調(HVAC)的系統作動器和風扇、自動售貨機、收款機等工業設備。

矢量控制(又稱磁場定向)算法被廣泛用于高性能驅動器,這項技術的特點是速度控制精確、響應速度快,能夠在電機運行的一瞬間優化能效。這套工具還有一個實用的優點:同步電機和異步電機共用同一控制框架,這個特性為要處理各種應用和各類電機的開發團隊節省了設計成本。此外,大多數無傳感器的驅動算法都是以磁場定向控制方法為基礎的,所以這套工具為降低驅動器成本創造了更多的機會。

這套簡單易用的開發工具讓工程師在幾分鐘內就能運行附在工具內的永磁同步電機。用戶通過使用方向控制鍵和液晶顯示器,在電機運行期間重新調整控制功能,用戶自己能夠熟悉圖形顯示器上的全部控制功能(例如PID穩壓器)。用戶最終可以直接從優化的原本用于設計電機控制演示軟件的C固件庫開始開發自己的電機控制解決方案。C固件庫源代碼在開發工具附贈的光盤內,但是光盤內沒有無傳感器的控制算法。如果用戶需要,ST將免費提供兩類三相無刷電機(傳感器式交流感應電機、傳感器式和無傳感器式永磁同步電機)的無傳感器控制算法的目標代碼。因為STM32采用工業標準的ARM架構,用戶在STM32上開發電機控制解決方案要比在某家企業專有的架構上開發應用節省時間。

STM32的性能和能效都非常出色,同時保留了開放式工業標準的ARM架構和開發環境的優點。STM32F103 “高性能”系列的時鐘頻率達到72MHz,處理性能在同一級別的32位微控制器中是最出色的;STM32F101“入門級”系列的時鐘頻率為36MHz,提供給用戶性能大幅提升然而價格不變的16位產品。

Cortex-M3內核是為滿足存儲器和處理器的尺寸對產品成本影響很大的廣泛市場和應用領域的低成本需求而專門開發設計的。ST是Cortex-M3內核開發項目的一個主要合作方,現在是第一個推出基于這個內核產品的主要微控制器廠商。ST也是世界上為數不多的幾家能夠提供從二極管到處理器的全系列電機控制器件的廠商。

STM3210B-MCKIT開發工具現已上市,定價為1129美元,隨產品提供一個24V直流永磁同步電機。與開發套件配套使用的交流感應電機需要另行訂購。



關鍵詞: 磁場定向電機控

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