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基于STM32的300W無刷直流電機驅(qū)動方案

發(fā)布時間:2023-7-6 14:49    發(fā)布者:攻城獅華哥
如何驅(qū)動無刷電機?
近些年,由于無刷直流電機大規(guī)模的研發(fā)和技術的逐漸成熟,已逐步成為工業(yè)用電機的發(fā)展主流。圍繞降低生產(chǎn)成本和提高運行效率,各大廠商也提供不同型號的電機以滿足不同驅(qū)動系統(tǒng)的需求,F(xiàn)階段已經(jīng)在紡織、冶金、印刷、自動化生產(chǎn)流水線、數(shù)控機床等工業(yè)生產(chǎn)方面應用。
無刷直流電機的優(yōu)點與局限性
優(yōu)點:高輸出功率、小尺寸和重量、散熱性好、效率高、運行速度范圍寬、低電噪聲、高可靠性和低維護要求、高動態(tài)響應、電磁干擾少。
局限性:無刷電機控制器昂貴、需要復雜的驅(qū)動電路、需要額外的位置傳感器(FOC不用)。
無刷直流電機的驅(qū)動方法
無刷直機電機的驅(qū)動方式按不同類別可分多種驅(qū)動方式。
按驅(qū)動波形:方波驅(qū)動,這種驅(qū)動方式實現(xiàn)方便,易于實現(xiàn)電機無位置傳感器控制;
正弦驅(qū)動:這種驅(qū)動方式可以改善電機運行效果,使輸出力矩均勻,但實現(xiàn)過程相對復雜。這種方法又有SPWM和SVPWM(空間矢量PWM)兩種方式,SVPWM的效果好于SPWM。
300W直流無刷電機驅(qū)動方案
使用STM32G431微控制器做為主控芯片,STSPIN32G4 高性能半橋門驅(qū)動器做為電機驅(qū)動。STSPIN32G4使用9x9mm VFQFPN封裝,具有豐富可編程功能,可實現(xiàn)電流傳感,每個功率MOSFET的漏源極電壓傳感,以及過流保護,是做電機完全集成控制的解決方案。
外部接口
板子使用標準的Arduino連接器接口,能夠與擴展板(如MEMS傳感器或藍牙收發(fā)器)進行組合,CAN總線的配置允許與主或從模塊進行互連,可以構(gòu)建復雜的運動控制系統(tǒng)。板載ST-LINK/V2編程器方便進行固件的調(diào)試。
應用范圍
方案支持配置為三分流或單分流,支持無傳感器和基于傳感器的控制算法。
可應用于工業(yè)和家庭自動化,家用電器,如吸塵器、烘干機和清潔機器人,伺服驅(qū)動和電動自行車,電動和園藝工具,泵與風機,無人機和航模。
技術參數(shù)
  • 32位ARM Cortex -M4 MCU+FPU
  • 時鐘頻率高達170MHz
  • 用于三角函數(shù)的CORDIC數(shù)學硬件加速器
  • 128kB Flash內(nèi)存,專有代碼讀出保護
  • 32kB SRAM內(nèi)存與硬件奇偶校驗
  • 兩個先進的定時器電機控制,16位,多達六個PWM通道
  • 八個通用定時器
  • 兩個adc 12位分辨率(多達19個通道),轉(zhuǎn)換速率為4Msps
  • 4個12位DAC通道
  • 全套接口(I(2)C, SPI, UART, CAN)
  • 3.3V LDO線性穩(wěn)壓器,最高150mA
  • 低靜態(tài)線性穩(wěn)壓器的MCU電源在待機模式
  • 具有全套保護功能的監(jiān)控機制,熱停機、短路和過載保護
  • 75V額定柵極驅(qū)動器,1A接收器/源電流和嵌入式自舉二極管
  • 每個功率MOSFET的漏源極電壓傳感
  • 輸入母線電壓從10V到75V,配有專用監(jiān)控
  • 功率級基于STL110N10F7功率MOSFET,輸出電流高達20Arms(安裝散熱器),并保護過流條件
  • 三分流或單分流配置電流傳感
  • 數(shù)字霍爾傳感器和正交再編碼輸入
  • ST-LINK/V2編程器和調(diào)試器
  • Arduino UNO連接器
  • 易于使用CAN總線
  • 用于功率級溫度監(jiān)測的NTC傳感器

參考設計資料
原理圖:

Gerber文件:

BOM文件:
需要資料的可以私信小編哦。搜索 “華秋商城” 了解更多電子知識!
本文地址:http://www.qingdxww.cn/thread-829072-1-1.html     【打印本頁】

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