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ope体育专业平台-一种STM32微控制器电机控制方案设计与实现

by admin on 2021年3月31日

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【ope官方电子体育网站】变频器是利用电力半导体元件的通端将工频电源转换为其他频率的功率控制装置,可以对交流异步电动机构建软启动、频率调节、提高工作精度、功率因数转换、过流/超压/短路维护等功能。变频器构建了高压大功率晶体管技术和电子控制技术,得到了广泛的应用。变频器的作用是改变运动磁场的周期,而不是通过改变交流电动机电源的频率和大小来平滑地控制电动机转矩。

变频器的频繁出现使简单的调节控制形式化,用变频器代替了直流电动机不能完成的大部分工作,增加了体积,减少了维修亲和性,使传动技术发展到了新的阶段。本文探讨了基于ARM的标准微控制器在DSP和FPGA长期垄断的市场中如何超越单纯的控制模式,并以拟法半导体中基于Cortex-M3内核的STM32系列微控制器为例说明了这一过程。常用于汽车、打印机、复印机、纸张处理器、工厂自动化、航天和军事车辆、测试设备、机器人等使用300瓦以上电力的小型电动机。

总的来说,电动机的产量与功率大小成反比,这是小型电动机的产量远远大于大型电动机的反应。最常用的小型电动机还包括直流电动机、无刷直流电动机和Q电动机。q电动机、直流电动机和无刷直流电动机的主要区别是驱动方式。

q电机采用分阶段方式分段,直流电机和无刷直流电机一般采用逆水运动的模拟控制方式。Q马达使用阶段移动,因此特别适合目前市场上罕见的Q马达能够获得每个阶段1.8deg的传输速度。

或0.9度;准确的移动性。q电动机使用必要的控制方式,主要命令和控制变量为“步骤方向”(STEP Position)。相比之下,直流电动机将电动机电压用作控制变量,防卫或速度用作命令变量。

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直流电动机要控制系统,不间接控制电动机方向。q电机系统大部分是用“开环”方式操作的。

直流电动机是最稀有、本钱最低的小型电动机,普遍被用作各种应用。无刷直流电动机主张可以获得更高的可靠性、更低的噪音和成本,但到目前为止,只有少量的生产(如磁盘或电脑迷)无法代替现有的直流电动机。

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在一些应用程序中,无刷直流电动机比传统的刷子电动机有很多优点。例如,用电子零件和传感器替换刷子,不仅可以缩短电动机寿命,确保资本,而且没有刷子带来的噪音。直流电动机的特性使其沦为压力调节系统中最可用的电动机。励磁电流与直流的主磁通(PMSM电动机内的磁铁磁通)相关,90度倒车相电流可以控制与直流电动机的电枢电流功能相同的转矩。

阻抗变化时,磁场方向控制方式可以实现精确的转矩控制,响应速度变慢,使定子磁通和转子磁通保持在最高90度的相位差。在过渡工作环境中也要保证优化的能源效率。

这是构建以电动机歧管为标志的更简单控制方法的基本理论框架。特别是对于PMSM电动机,该理论是无传感器电动机驱动器的基础。

在这种情况下,只能用于电动机数学模型、电流值和电压值,必须通过计算方法估计转子角度方向。该状态观测器理论(在其他控制方法中)可以配置在比分钟转数低几百个的情况下没有传感器的转矩控制,在某些情况下,小于分钟的转数处于静止状态。但是,这是对CPU的额外动态负载。

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最后,微控制器必须以1KHz至20KHz的速度倒计时。矢量控制算法明确速度差异不同。最后,适用于比特率。处理Parke和Clarke转换,构建多个PID控制器和软件PLL,显然需要用高强度的数字来计算。

这就是为什么过去数字信号处理器、微处理器或FGPA部件用于控制器。虽然专用双模控制器和低端DSP体系结构已经上市,但意法半导体仍然自由用于在Cortex-M3内核中开发STM32微控制器。该解决方案很好地满足了许多无刷电动机驱动器的拒绝。

从重用工程成本的角度来看,使用行业标准ARM是否有优势?内核和标准微控制器的成本效益这一32位RISC基于Harvard体系结构,使用Thumb2指令获得16位和32位指令。比较32位代码时,需要在保留原始ARM7命令的大部分优点的同时,大幅提高代码密度(选择优化的乘法和硬件乘法命令)。

电机控制系统要拒绝微控制器,需要优秀的动态调用(减少中断延迟)、显式处理功能(例如,单周期乘法)和出色的控制性能(非序列处理继续同类和条件移动命令时)。Cortex-M3必须符合所有这些拒绝。例如,时钟频率为72MHz时,在25mu、S内,对永磁电机完成了无传感器磁场方向控制,相当于10kHz比特率下CPU负载的25%。

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