高效双控精准卓越 | 极海G32R501低压无感双电机参考方案

只看该作者 · 2025-1-23 15:49

无传感器电机控制技术，是指在电机控制系统中不使用位置或速度传感器，如编码器、霍尔传感器等，而是通过电机的电流电压信号来计算电机转子位置和速度，相对于有感电机控制，这种技术可以有效避免传感器干扰，在降低成本、提高系统可靠性以及简化电机结构方面具有显著优势。

随着无传感器电机控制技术的逐步成熟，其在工业自动化、旋翼飞行器、空调外机等领域迎来广阔的市场应用前景。极海紧跟行业技术发展趋势，推出G32R501低压无感双电机参考方案，主控芯片采用全新发布的G32R501实时控制MCU，具备灵敏感知、高效处理、精准控制等特性；本方案支持双电机无感FOC控制，单核条件下仅需24.8μs即可对双电机执行完整电流环控制，内置静态（电阻、电感、磁链）参数辨识、在线电机电阻辨识功能，配置模型参考自适应，PI自整定，可实现对大多数永磁同步电机的自动控制。

低压无感双电机应用领域

极海低压无感双电机参考方案介绍

■  输入电源范围：DC 12V~48V
■  输出峰值电流：20A
■  最低控制频率：1Hz
■  启动：满力矩闭环启动（4Hz及以上目标频率）
■  控制方式：V/F、单电流闭环控制、双闭环控制
■  PI参数：模型参考自适应
■  其他功能：参数掉电保存、软件复位
■  电机参数辨识：静态辨识电阻、电感、磁链，在线电阻辨识
■  通讯方式：Modbus协议
■  配套资料：配套自研上位机、用户手册等

G32R501实时控制MCU特点

■  内核与存储：基于Cortex-M52双核架构，主频250MHz，配备紧耦合内存（ITCM、DTCM）、I/D-Cache，Flash预取，实时性能高；
■  扩展指令：极海自研紫电数学指令扩展单元，支持三角函数、开方、除法等；
■  增强型控制外设：
· 16个PWM通道，多通道同步性能高，助力低速精准电机控制；
· 灵活的IP联动功能，PWM模块具有额外两个比较子模块（CMPC、CMPD）专门用于产生同步事件，可在计数器任意时刻产生事件，同步事件可传递至任一PWM模块同步PWM相位，并触发ADC开始采样；
■  高精度模拟外设：
· 3个3.45MSPS的12-bit高速ADC，快速准确采集模拟信号，减小信号延迟；
· ADC支持3.3V/2.5V内部参考源，2.5V参考源时，电压分辨率可提升32%，提高反馈信号采样精度；
■  丰富通信接口：
CAN×2、I2C×1、UART×2、SPI×2、QSPI×1、LIN、PMBus×1。

软硬件介绍
本方案硬件板卡由一个控制板和两个功率板组成。

控制板

■  控制板为G32R501 Eval Board，搭载板上调试器CMSIS-DAP，用Type-C数据线连接电脑即可调试。Type-C接口通过隔离芯片传输信号，断开USB电源跳线后，与板上电路电气隔离，避免调试过程中有害电压损坏电脑；
■  板上引出两个标准化排针接口，可连接两只功率板；
■  极海自研上位机与控制板采用业界通用的modbus协议，利用控制板的板载调试器连接至PC端的上位机，可实现快捷调试。

功率板

功率板包含MOS-FET三相逆变器及反馈信号采集电路，可输出3.3V电源给控制板供电。功率板压接到控制板的标准化排针上，可控制一路电机。

无感观测器

本方案搭载无感观测器，实现高性能无感FOC控制，相较于传统观测器，具备以下优势：
· 低速性能：最低控制频率1Hz；
· 反馈信号：磁链、角度、转速、转矩；
· 角度信号：单周期快速收敛，支持满载闭环启动。

配套上位机

本方案提供已编译好的示例程序固件和配套上位机。烧写固件到控制板后，连接上位机即可开始测试，开箱即用。

使用方案

设置好拨码、烧写完成固件之后，按下图连接电源、电机和PC。开启电源，连接上位机测试电机控制功能。

对于新电机，通过以下过程自动识别电机参数，自动计算出电流环Kp、Ki，数分钟内即可完成适配和启动：
设置保护和辨识参数→启动电机参数辨识→启动速度闭环控制

详细使用过程将配套使用指南提供指引。

极海G32R501低压无感双电机参考方案，涵盖芯片、板块、算法、全功能电机控制示例程序固件、极海自研上位机、以及用户指南等完整的软硬件设计生态体系，可快速评估电机驱动性能，有助于工程师快速上手，加速客户项目量产落地。

随着新能源与低空经济的快速发展，双电机控制系统在众多行业中的应用日益广泛，其在提升性能和能效方面发挥着至关重要的作用。极海G32R501低压无感双电机参考方案，旨在为客户提供性能卓越、高效且易于集成的解决方案。极海实时控制技术团队提供全方位的技术支持，可助力客户快速响应市场变化，实现更多领域的创新应用。

高效双控 精准卓越 | 极海G32R501低压无感双电机参考方案

高效双控精准卓越 | 极海G32R501低压无感双电机参考方案