HSINCHU, 19. September 2023 — Mit der Entwicklung der industriellen Automatisierung und dem wachsenden Bewusstsein für Energieeinsparung und CO2-Reduktion wurden BLDC-Motoren weit verbreitet eingesetzt, um die Energieeffizienz zu verbessern. Mit Fokus auf Hochgeschwindigkeits- und Echtzeitsteuerung verbessern AT32 MCU-basierte Motorsteuerungslösungen die Genauigkeit der Motorvektorsteuerung mithilfe der Hochleistungsberechnung von AT32 MCU und der Echtzeit-Abtasteffizienz. Der Motorstrom ist eine kritische physikalische Rückkopplungsgröße im feldorientierten Regelungsalgorithmus (FOC) von Dreiphasen-Wechselstrommotoren. Um die Schaltplananordnung zu vereinfachen und die Systemkosten zu senken, wurde die 1-Shunt-Strommessung entwickelt und angewendet, um mit nur einem Strommesswiderstand und einer Verstärkerschaltung einen Überstromschutz zu realisieren, ohne zusätzliche Korrekturen. AT32 MCUs sind mit Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeits-ADCs ausgestattet, die mit speziellen Schaltungen verwendet werden können, um 1-Shunt-Strommessungen durchzuführen und so die Abtastgenauigkeit und -leistung zu verbessern. Daher eignen sich AT32 MCU-basierte Motorsteuerungslösungen für Geräte wie Elektro-Zweiräder, Elektro-Roller, Haartrockner, Staubsauger, Deckenventilatoren und HVAC-Gebläse/Kompressoren, um eine präzise Motorsteuerung zu realisieren.
AT32 Motor Control
ARTERY hat ein komplettes und effizientes Motorsteuerungs-Ökosystem entwickelt und einige für die Motorsteuerung geeignete Serien wie AT32F413 und AT32F421 veröffentlicht. Die AT32F413-Serie basiert auf einem ARM® Cortex®-M4F 32-Bit-Kern mit einer Taktfrequenz von bis zu 200 MHz. Mit 64~256 KB Flash und 16~64 KB SRAM sowie 1x USB-Schnittstelle, 2x CANs, 1x SDIO, 5x UARTs und 2x ADCs eignet sich die AT32F413-Serie für schnelle Strom-/Drehzahl-/Positionsregelkreisberechnungen bei hoher Abtastfrequenz. Gleichzeitig unterstützt sie andere Programme und Funktionen wie Kommunikation, um die Anforderungen an Datenerfassung mit hoher Geschwindigkeit, gemischte Signalverarbeitung, Industriesteuerung und Motoranwendungen zu erfüllen.
Um die für die 1-Shunt-Strommessung erforderliche Zeit zu reduzieren, sind eine leistungsstarke Hardware-Schaltung und Analog-Digital-Wandler erforderlich, um eine ähnliche Leistung wie bei mehreren Stromsensoren zu erzielen. Die Wertlinien AT32F421 und AT32F4212 basieren auf einem ARM® Cortex®-M4 32-Bit-Kern mit einer Taktfrequenz von bis zu 120 MHz, verfügen über 16~64 KB Flash und 8~16 KB SRAM und beinhalten 1x Hochgeschwindigkeits-Rail-to-Rail-Eingangs-/Ausgangs-Spannungskomparator und 1x 12-Bit 2 Msps ADC, der Konvertierungsfrequenzen von bis zu 28 MHz und eine minimale Abtastzeit von 54 ns (Gesamtkonvertierungszeit nur 0,5 ms) unterstützt, was sie für 1-Shunt-Strommess-Treiber und genaue Abtastung innerhalb eines kurzen Zeitfensters geeignet macht. Darüber hinaus ist die AT32F4212-Serie auf der Grundlage der AT32F421 mit 2x OPAs ausgestattet und vereinfacht die Schaltplananordnung und senkt die Materialkosten. Zur Vereinfachung der 1-Shunt-Strommessung wird die interne PWM-Verschiebung angepasst, um die Stabilisierungszeit des Rückmeldesignals und die ADC-Abtast-Umwandlungszeit zu verkürzen.
ARTERY bietet auch eine Motorsteuerungsbibliothek mit Encoder- und sensorgesteuerten/sensorlosen FOC-bezogenen Funktionen (für 3-Shunt/2-Shunt/1-Shunt-Messung) und sensorgesteuerten/sensorlosen Sechs-Schritt-BLDC-Funktionen und entwickelt kostenlose Motor-Monitor-Programme, mit denen Benutzer die Echtzeit-Motorbetriebsparameter, den Status und die dynamischen Ansprechwellenformen auf einer benutzerfreundlichen UI-Oberfläche für weitere Online-Debugging-Maßnahmen anzeigen können, wenn dies erforderlich ist. Mit einem so leistungsstarken Hardware-Entwicklungskit und einfach zu bedienenden Motorsteuerungsalgorithmen und -programmen können Ingenieure eine effiziente Motorsteuerung einschließlich Wellensteuerung, Sinussteuerung, Rückkopplung des Hall-Sensors und sensorloser Steuerung realisieren.
Mit Fokus auf die Förderung der innovativen Entwicklung von 32-Bit-MCUs hat ARTERY die auf ARM® Cortex®-M4 (Hochleistung) oder M0+ (Niedrigleistung) basierende AT32 MCU-Produktreihe auf den Markt gebracht und M4-basierte MCUs mit einer Taktfrequenz von bis zu 288 MHz und hervorragender Qualität, Leistung, Zuverlässigkeit und Stabilität entwickelt. Alle AT32 MCU-Serien können im Temperaturbereich von -40°C bis 105°C betrieben werden und wurden in diversifizierten Endprodukten wie Hochgeschwindigkeitstrockner, Kehrmaschine, Frequenzumrichter, Industrienähmaschine, Servoregler, Gaming, Leistungsschalter, ADAS, T-BOX, Digitalstrom und Elektrowerkzeug weit verbreitet eingesetzt und dringen in Bereiche wie Motorsteuerung, Industriesteuerung, Unterhaltungselektronik, IoT und 5G ein.