意法半导体推出无感零速/高转矩电机控制嵌入式软件

时间:2023-12-22

  意法半导体发布了STM32 ZeST*(零速满转矩)软件算法。该算法运行在STM32微控制器上,让无感电机驱动器能够在零转速时产生最大转矩。意法半导目前正在与指定客户分享这个算法。该算法首次在通用电机驱动器中提供零速满转矩电机控制功能,实现了以前无法实现的电机运行平顺性和可预测性。

  电动工具、电动窗帘、洗衣机、自动割草机、空调系统、电动自行车等产品设备要求电机按照正确方向最大转矩启动和/或最大负载快速启动,同时消耗最小的电能。普通无感电机驱动器不能确定电机在零速时的转子位置,因此,无法满足这些设备的要求。此前,要想保证定位准确、高能效和正确操作,通常需要增装硬件位置传感器或使用特殊类型的电机。
  新的STM32ZeST软件算法是一个零速无感电机控制优化通用解决方案,支持任何类型的永磁同步电机(PMSM)。为了实现优化控制,STM32ZeST算法需要与新推出的高灵敏度观测器(HSO)算法同步运行,采用无传感器的无感模式控制电机运行。作为一种嵌入式软件解决方案,不需要在STM32微控制器(MCU)上增装额外的硬件或特殊外设。为确保电机控制保持高能效,电机的阻力也是在运行时估算。
  通过使用STM32ZeST和HSO软件算法,设计者可以避免在启动阶段出现高峰值电流,提高应用的能效。与有霍尔传感器的电机驱动器相比,意法半导体的解决方案降低了物料成本(BOM),提高了运行可靠性,降低了噪声。意法半导体开发了一个演示模型,展示无感电机驱动器如何启动,在各种转速和最低转速时移动负载。该模型使用的是一个电动踏板的车轮,演示了电机始终按照预定方向启动,并且可以使负载保持在零速静止不动。
  为方便开发者评测STM32ZeST和HSO两种算法的性能,加快开发进度,意法半导体开发了配套的硬件工具,其中,B-G473E-ZEST1S控制板为电源板STEVAL-LVLP01生成PWM信号。电源板驱动低功率/低电压电机,例如,意法半导体的B-MOTOR-PMSMA套件中的电机。控制板与电源板的连接使用的是新的嵌入式电机控制连接器V2。
  意法半导体为开发者提供了大量的额外支持服务,帮助他们为人气高的电机类型开发驱动器,满足各种应用需求,达到能效、尺寸、性能和成本等限制要求。STM32系列微控制器可满足各种性能需求,许多产品集成了适合电机控制的功能,例如,先进的电机控制PWM定时器,意法半导体电机控制软件开发套件(MC-SDK)支持所有这些产品,该套件包括电机控制固件库和专用配置工具(Motor Control Workbench)。这两个工具都需要配合STM32Cube生态系统和STM32CubeMX项目配置器使用。
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