会社ブログについて リサイクルSTモーター制御評価委員会:BLDCモーター,スイッチドレクトランスモーター,インダクションモーター

リサイクルSTモーター制御評価委員会:BLDCモーター,スイッチドレクトランスモーター,インダクションモーター

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I.ブラシレスDCモーター (BLDC) の制御評価ボード

刷子のない直流モーターは高効率,低騒音,長寿命で知られており,電動工具,家電,産業自動化に広く応用されています.STは,BLDCモーターのための包括的な評価ボードを提供していますセンサベースの制御方法とセンサーのない制御方法の両方をカバーし,6段階の切り替えとフィールド指向制御 (FOC) アルゴリズムをサポートします.

1代表的な評価委員会とコアパラメータ

(1) EVLSPIN32G0A2:高性能汎用評価ボード

この評価ボードは,STSPIN32G0A2チップの周りに設計され,STM32G0シリーズMCUとパワードライブ回路を統合して高度に統合されたBLDCドライブソリューションを形成しています.主要機能には以下が含まれます:7V〜45Vの入力電圧範囲, 15A RMS (ピーク 22A) まで出力電流,三相フルブリッジトポロジーと三シャント電流サンプル構造を使用,高性能FOCと6段階のコンミュレーションアルゴリズムの両方をサポートする搭載されたST-LINK/V2-1デバガーで仮想シリアル通信と迅速なファームウェアダウンロードをサポートします.ハールセンサーとインクリメンタルエンコーダのインターフェースは,センサーベースの制御モードとセンサーのない制御モードの間の柔軟な切り替えを可能にします.

電源ステージには STD140N6F7 MOSFET (60V 定数, 0.0031Ω オン抵抗) が使用され,過剰電流比較器,バス電圧モニタリング,PCB温度センサー低電圧ロックアウト (UVLO) で,厳しい運用条件下でシステムの安定性を保証します.

(2) STEVAL-SPIN3204: 低コストの入門レベルの評価ボード

このボードはコスト敏感なアプリケーションを対象に,STSPIN32F0BコントローラとSTM32F031C6MCUと三重半ブリッジゲートドライバーを統合しています.単一のシャント抵抗の電流サンプリングトポロジーは,コストを削減しながらハードウェア設計を簡素化します. 6 段階の切り替えと FOC アルゴリズムをサポートし,ファームウェアは USB ポートでダウンロードできます. 外部センサー (ホール) とセンサーレスフィードバックモードの間を柔軟に切り替えます.電動工具などの低功率BLDCアプリケーションに適している入力電圧範囲は電池駆動のシナリオに対応し,出力電流は小型モーター駆動の要求を満たします.入門レベルのBLDC制御開発のための最適なソリューションになります.

(3) 公式キット組み合わせ:NUCLEO-G474RE + X-NUCLEO-IHM07M1

工業用高精度アプリケーションでは,STはコアボードとドライバボードの組み合わせのソリューションを提供しています.コアボードはSTM32G474RET6MCU (Cortex-M4コア,170MHzクロック周波数) を利用します.3つの高速タイマー (PWMチャネルを6つ補完し,デッドタイム精度 ±8nsに対応する)5MspsのADC4台と統合された動作増幅器により,高精度のモーター制御のためのハードウェア基盤を提供します. L6387チップに基づいたドライバーボードは80V/1をサポートします.2 ハードウェアの電流過剰保護の起動能力を持つ3相駆動装置,BLDCモーターへの直接接続を可能にします.STモーター制御SDKとペアリングされ,成熟したFOCアルゴリズムライブラリを組み込みます.STM32CubeMXツールと組み合わせると,初期化プロジェクトを迅速に生成します開発時間を大幅に短縮します

2アルゴリズムと開発資源

すべてのBLDC評価ボードはSTモーター制御SDK (X-CUBE-MCSDK) と互換性があり,センサーベースのFOC,センサーのないFOC (バックEMF観測に基づく) のソースコードを提供します.そして6段階のコンミュテーションアルゴリズム. これらのパラメータの自動調節とダイナミックなパフォーマンス最適化をサポートします. STM32CubeMXは,タイマー,ADC,GPIOなどの周辺機器の視覚的構成を可能にします.ドライバーコードを自動的に生成する低レベルのハードウェア構成の深い専門知識を必要とせずにアルゴリズム最適化とアプリケーション開発に焦点を当てることができます.

II. スイッチ抵抗モーター (SRM) 制御評価板

スイッチ抵抗モーターは シンプルな構造,低コスト,高温耐性により 産業用駆動装置や電気自動車の補助システムにおいて 明確な利点があります高電力密度のアプリケーションに適性SRMの対称性のない駆動トポロジーの要件に対応するため,STは専用のSteval-CTM015V1評価キットを導入し,完全な駆動と制御ソリューションを提供します.

1STEVAL-CTM015V1 評価キットの主な特徴

このキットにはドライバボード (STEVAL-CTM015A1),電源ボード (STEVAL-CTM015A2),および1K/Wの散熱器が含まれています.モーターの独立相制御要件に対応するために,不対称な半橋変換トポロジーを採用する.主要な構成は以下のとおりです.

- ドライバーボード: 高精度ADCとタイマーリソースを備えたSTM32F303CBT6 MCUを組み込みます準確なローター位置検出のための二次積分エンコーダーとホール効果センサーインターフェースをサポートする■ - 3つのL6395D高電圧ゲートドライバは,独立した高低側制御を可能にし,NチャネルMOSFETまたはIGBTと互換性があります.VIPER26LとLD1117シリーズの統合電源チップは安定した制御力を供給します..

- パワーボード: 熱性能向上のために絶縁金属基板 (IMS) を使用します6つのSTGB30H60DFB IGBT (30A/600V) とSTTH15RQ06超高速ソフトリカバリーダイオードを組み込み,中高功率SRM駆動要件を満たす; 絶縁電流センサー (ICS) のアップグレードに対応する正確な三相電流サンプリングのための三シャント抵抗器電流センサーネットワーク (TSV991IL オプンアンプに基づいて) を組み込みます.NTC温度センサーを含む, LMV331I 過電流比較装置および包括的なシステム安全のための他の保護回路.

このキットは,STM32F303に基づくソフト切断速度制御ファームウェアを提供し,SRM起動,速度調節,ブレーキ制御をサポートする.エンジニアは,このファームウェアに基づいて,SRMの動作騒音問題を解決するために,トルクリップル抑制アルゴリズムを最適化することができます..

2応用シナリオ

産業用扇風機,水ポンプ,圧縮機,電動三輪駆動,および高コスト効率と信頼性を要求する他のアプリケーションに適しています.高温や塵の多い環境には特に適していますシンプルなモーター構造と包括的な駆動保護によってコスト効率の良い駆動ソリューションを達成します.

III.インダクションモーター (IM) 制御評価委員会

産業用アプリケーションで最も広く使用されているモータータイプとして,インダクションモーターは頑丈な構造,高い信頼性,低コストを提供しています.主に高性能機器,例えば機械に使用されます.STは高性能MCU評価ボードとユニバーサルドライバーボードを組み合わせ,専用のアルゴリズムライブラリとインダクションモーターのスカラーとベクトル制御を実装する.

1. 適合する評価委員会ソリューション

(1) 基本制御ボード:NUCLEO-G474RE / STM32G4シリーズ開発ボード

STM32G4シリーズのMCUは,インダクションモーター制御のためのコア選択として機能します.その高い動作周波数 (最大170MHz),多チャンネル高速ADC (5Mspsまでのサンプリング速度),高精度タイマー自動感知フィールド指向制御 (LSO-FOC,センサーなしのベクトル制御) とオープンループの電圧/周波数比制御 (V/F),スケーラ制御) は,異なる精度とコスト要件を持つ多様なアプリケーションシナリオに対応しています.

(2) ドライバーボードペアリング:X-NUCLEO-IHM07M1 / 工業用ドライバーモジュール

L6387とL6235のような専用ドライバチップをベースにした評価ボードは,3相高圧駆動機能 (最大80V以上の電圧に対応) を提供します.電流が数アンペアに達する)超電流,超温度,低電圧の保護機能が備わっており,中高功率インダクションモーターに直接接続できます.コアボードとドライバーボードを組み合わせることで,電流サンプル採取方法 (シャント抵抗または電流センサー) の柔軟な構成が可能になります.異なる電力の制御要件に適応する

2アルゴリズムと開発サポート

STモーター制御SDKは,オープンループV/F制御,閉鎖ループV/F制御,センサーのないFOC制御アルゴリズムを含むインダクションモーターのための包括的なアルゴリズムサポートを提供します.センサーなしのFOCアルゴリズムは,ステータの抵抗識別とフルックスリンクの観測技術を使用します.位置センサーなしで高精度の速度調節を可能にします.このアプローチはシステムコストを削減し,信頼性を向上させます.STM32CubeMXツールでは,インダクションモーター制御のための専用構成テンプレートを提供しますSDKの例プロジェクトと組み合わせると,エンジニアはインダクションモーター駆動システムを迅速に確立できます.ダイナミックレスポンスと安定状態の精度を最適化.