회사 블로그 리사이클 ST 모터 제어 평가 위원회:BLDC 모터,스위치 된 거부 모터,인덕션 모터

리사이클 ST 모터 제어 평가 위원회:BLDC 모터,스위치 된 거부 모터,인덕션 모터

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I. 브러쉬리스 DC 모터 (BLDC) 제어 평가판

브러시리스 DC 모터는 높은 효율, 낮은 소음, 그리고 긴 수명으로 유명하며, 전기 도구, 가전제품 및 산업 자동화에서 광범위한 응용을 찾습니다.ST는 BLDC 모터에 대한 포괄적인 평가 보드를 제공합니다., 입문 수준에서 산업용 수준의 솔루션을 포괄합니다. 이들은 센서 기반 및 센서없는 제어 접근 방식을 모두 포함하며, 6 단계 전환 및 필드 지향 제어 (FOC) 알고리즘을 지원합니다.

1대표적인 평가 위원회와 핵심 매개 변수

(1) EVLSPIN32G0A2: 고성능 일반용 평가판

이 평가 보드는 STSPIN32G0A2 칩을 중심으로 설계되었으며, STM32G0 시리즈 MCU와 파워 드라이브 회로를 통합하여 고도로 통합 된 BLDC 드라이브 솔루션을 형성합니다. 주요 특징은 다음과 같습니다:7V-45V의 입력 전압 범위, 15A RMS (피크 22A) 까지의 출력 전류, 3단계 풀 브릿지 토폴로지와 3개의 셔트 전류 샘플링 구조를 사용하며,고성능 FOC 및 6단계 전환 알고리즘을 지원합니다.탑재된 ST-LINK/V2-1 디버거는 가상 일련 통신과 빠른 펌웨어 다운로드를 지원합니다.홀 센서 및 인크리멘탈 인코더에 대한 인터페이스는 센서 기반 및 센서없는 제어 모드 사이의 유연한 전환을 가능하게합니다..

전원 스테이지에는 STD140N6F7 MOSFET (60V 등급, 0.0031Ω 켜진 저항) 이 사용되며, 과류 비교기, 버스 전압 모니터링,PCB 온도 감지, 및 저전압 잠금 (UVLO), 까다로운 운영 조건에서 시스템 안정성을 보장합니다.

(2) STEVAL-SPIN3204: 저비용 초보 평가판

비용에 민감한 애플리케이션을 대상으로, 이 보드는 STSPIN32F0B 컨트롤러와 STM32F031C6 MCU와 세 배 반 브릿지 게이트 드라이버를 통합합니다.그것의 단일 션트 저항 전류 샘플링 토폴로지는 비용을 줄이는 동시에 하드웨어 설계를 단순화. 6단계 전환 및 FOC 알고리즘을 지원, 펌웨어는 USB 포트를 통해 다운로드 할 수 있습니다. 그것은 유연하게 외부 센서 (홀) 와 센서 없는 피드백 모드 사이를 전환,전기 도구와 같은 저전력 BLDC 애플리케이션에 적합합니다.입력 전압 범위는 배터리 전동 시나리오를 수용하고 출력 전류 능력은 작은 모터 드라이브의 요구를 충족합니다.입문 수준의 BLDC 제어 개발에 최적의 솔루션으로.

(3) 공식 키트 조합: NUCLEO-G474RE + X-NUCLEO-IHM07M1

산업용 고 정밀 애플리케이션을 위해 ST는 코어 보드와 드라이버 보드 솔루션이 결합되어 있습니다. 코어 보드는 STM32G474RET6 MCU (Cortex-M4 코어, 170MHz 클럭 주파수) 를 사용합니다.3개의 고속 타이머를 탑재하고 있다 (죽기 시간 정확도가 ±8ns인 6개의 보완적인 PWM 채널을 지원한다), 4개의 5Msps ADC, 그리고 통합된 작동 증폭기, 고정밀 모터 제어에 대한 하드웨어 기반을 제공합니다. L6387 칩에 기반한 드라이버 보드는 80V/1을 지원합니다.2 하드웨어 과전류 보호 가동 기능이 있는 3단계 드라이브, BLDC 모터에 대한 직접 연결을 가능하게 합니다. ST 모터 제어 SDK와 결합, 그것은 성숙한 FOC 알고리즘 라이브러리를 통합 합니다. STM32CubeMX 도구와 결합,초기화 프로젝트를 빠르게 생성합니다., 개발 시간을 크게 줄입니다.

2알고리즘 및 개발 자원

모든 BLDC 평가판은 ST 모터 제어 SDK (X-CUBE-MCSDK) 와 호환되며 센서 기반 FOC, 센서없는 FOC (백-EMF 관찰에 기초) 의 소스 코드를 제공합니다.그리고 6단계 전환 알고리즘이 지원 매개 변수 자동 조정 및 동적 성능 최적화. STM32CubeMX는 시정기, ADC 및 GPIO와 같은 주변 장치의 시각적 구성을 가능하게합니다.기본 드라이버 코드를 자동으로 생성이것은 엔지니어가 낮은 수준의 하드웨어 구성에 대한 깊은 전문 지식을 필요로하지 않고 알고리즘 최적화와 응용 프로그램 개발에 집중 할 수 있습니다.

II. 스위치 거부동력 모터 (SRM) 제어 평가판

스위치 거부 모터는 단순한 구조, 저렴한 비용, 높은 온도 내성이그리고 높은 전력 밀도 애플리케이션에 적합SRM의 비대칭 드라이브 토폴로지 요구 사항을 해결하기 위해 ST는 전용 STEVAL-CTM015V1 평가 키트를 도입하여 완전한 드라이브 및 제어 솔루션을 제공합니다.

1STEVAL-CTM015V1 평가 키트의 핵심 특징

이 키트에는 드라이버 보드 (STEVAL-CTM015A1), 전원 공급 보드 (STEVAL-CTM015A2) 및 1K/W 온도 방출기가 있습니다.그것은 모터의 독립적인 단계 제어 요구 사항을 수용하기 위해 비대칭 반 브릿지 변환기 토폴로지를 사용합니다.주요 구성은 다음과 같습니다:

- 드라이버 보드: 고 정밀 ADC와 타이머 자원을 가진 STM32F303CBT6 MCU를 통합합니다.정밀한 로터 위치 검출을 위해 쿼레이터 인크리멘탈 인코더와 홀 효과 센서 인터페이스를 지원합니다.- 세 개의 L6395D 고전압 게이트 드라이버는 N 채널 MOSFET 또는 IGBT와 호환되는 독립적인 높은 / 낮은 측면 제어 기능을 제공합니다.통합된 VIPER26L 및 LD1117 시리즈 전원 공급 칩이 안정적인 제어 전력을 제공합니다..

- 전력 보드: 고립 금속 기판 (IMS) 을 사용하여 열 성능을 향상시킵니다.중~고전력 SRM 드라이브 요구 사항을 충족시키기 위해 6개의 STGB30H60DFB IGBT (30A/600V) 와 STTH15RQ06 초고속 소프트 복원 다이오드를 통합; 단열 전류 센서 (ICS) 업그레이드와 호환되는 세 단계 전류 샘플링을 위한 세 셔트 저항 전류 감지 네트워크 (TSV991IL op-amp를 기반으로) 를 탑재한다.NTC 온도 감지, LMV331I 과류 비교 장치 및 전체 시스템 안전을 위한 다른 보호 회로.

이 키트는 STM32F303 기반의 부드러운 컷팅 속도 제어 펌웨어를 제공하며 SRM 시작, 속도 조절 및 제동 제어를 지원합니다.엔지니어들은 이 펌웨어에 기반한 토크 리플 억제 알고리즘을 최적화하여 SRM의 운영 소음 문제를 해결할 수 있습니다..

2응용 시나리오

산업용 팬, 물 펌프, 압축기, 전기 삼륜 구동 및 높은 비용 효율성과 신뢰성을 요구하는 다른 응용 프로그램에 적합합니다.특히 높은 온도와 먼지 조건과 같은 혹독한 환경에 적합합니다.간단한 모터 구조와 포괄적인 드라이브 보호로 비용 효율적인 드라이브 솔루션을 달성합니다.

III. 인덕션 모터 (IM) 제어 평가 위원회

산업용 응용 분야에서 가장 널리 사용되는 모터 유형으로 인덕션 모터는 견고한 구조, 높은 신뢰성 및 저렴한 비용을 제공합니다.그들은 주로 기계 도구와 같은 고 전력 장비에 사용됩니다., 물 펌프, 팬, 압축기 ST는 고성능 MCU 평가판과 보편적인 드라이버 보드와 함께 전용 알고리즘 라이브러리를 결합합니다.인덕션 모터의 스칼라 및 벡터 제어 구현.

1. 호환성 있는 평가 위원회 솔루션

(1) 핵심 제어판: NUCLEO-G474RE / STM32G4 시리즈 개발판

STM32G4 시리즈 MCU는 인덕션 모터 제어의 핵심 선택으로 사용됩니다. 높은 작동 주파수 (최고 170MHz), 다채널 고속 ADC (5Msps까지 샘플링 속도),고정도 타이머, 및 통합 된 작동 증폭기는 인덕션 모터 벡터 제어의 실시간 및 샘플링 정확성 요구 사항을 충족합니다. 자율 감지 필드 지향 제어 (LSO-FOC,센서 없는 벡터 제어) 및 오픈 루프 전압과 주파수 비율 제어 (V/F), 스칼라 제어) 는 다양한 정확도 및 비용 요구 사항과 다양한 응용 시나리오를 충족합니다.

(2) 드라이버 보드 페어링: X-NUCLEO-IHM07M1 / 산업용 드라이버 모듈

L6387과 L6235과 같은 전용 드라이버 칩을 기반으로 한 평가 보드는 3단계 고전압 드라이브 기능을 제공합니다 (80V 이상 전압을 지원합니다.전류가 여러 암페르에 달하는 전류)그들은 중~고력 인덕션 모터에 직접 연결 할 수 있도록 포괄적인 과류, 과온 및 저전압 보호 기능을 갖추고 있습니다.주력 보드와 드라이버 보드를 결합하면 전류 샘플링 방법의 유연한 구성이 가능합니다. (셔운트 저항 또는 전류 센서), 다른 용량 등급에 대한 인덕션 모터 제어 요구 사항에 적응합니다.

2알고리즘 및 개발 지원

ST 모터 컨트롤 SDK는 오픈 루프 V/F 제어, 폐쇄 루프 V/F 제어 및 센서 없는 FOC 제어 알고리즘을 포함한 인덕션 모터에 대한 포괄적인 알고리즘 지원을 제공합니다.센서 없는 FOC 알고리즘은 스테터 저항 식별 및 플럭스 연결 관측 기술을 사용합니다.위치 센서 없이 고정도 속도 조절을 가능하게 합니다. 이 접근 방식은 시스템 비용을 줄이고 신뢰성을 향상시킵니다.STM32CubeMX 도구는 인덕션 모터 제어에 대한 전용 구성 템플릿을 제공합니다., 빠른 주변 장치 초기화 및 알고리즘 매개 변수 구성을 촉진합니다. SDK의 예제 프로젝트와 결합하여 엔지니어는 인덕션 모터 드라이브 시스템을 신속하게 구축 할 수 있습니다.동적 반응 및 평형 상태 정확성을 최적화.