摘要:针对交流永磁同步电机(PMSM)的控制特点,分别从功率电路和控制方法两方面进行了分析和设计。硬件方面采用先进的智能功率模块IPM,极大地简化了电路设计;软件上应用以Cortex-M3为内核的STM32,其丰富的电机库函数降低了研发周期。FOC+SVPWM方法进一步提高了交流伺服系统的性能,使其具有与直流电机一样的调速性能。该系统已应用到实际的圆网印花机环境中。通过实践验证该系统具有较强的鲁棒性,符合工业控制的需要。
关键词:永磁同步电机;STM32;FOC+SVPWM
引言
近年来,随着微电子技术、电力电子技术、现代控制技术、材料技术的迅速发展以及电机制造工艺水平的逐步提高,交流永磁同步电机以其体积小、结构简单等特点在工农业、日常生活以及许多高科技中迅速得到了广泛的应用。因此,研究设计高精度、高性能的永磁同步电机成为现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。
伺服驱动器按照功能特征可分为功率板和控制板两个独立的模块,本文在分析交流永磁同步电机控制性能的基础上分别对控制单元和功率驱动单元进行了具体的设计。控制单元作为伺服系统的核心,要求有较高的性能,为此,论文采用意法半导体推出的STM32作为控制核心芯片。它是基于ARM先进架构的Cortex-M3为内核的32位微处理器,主频可高达72 MHz。强大的内核及其丰富的外设使其在马达控制应用领域得到广泛的使用。功率驱动单元应用了IPM(智能功率模块),与以往的IGBT相比较,IPM FSAM20SH60A内部集成欠电压、过电流和温度检测等保护电路,简化了伺服系统单元的设计,实现了伺服系统的模块化和微型化。
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