Poprawione środowisko projektowe dla trójfazowych silników elektrycznych

STMicroelectronics zaprezentował nowe rozwiązania, które uproszczą i przyspieszą proces projektowania energooszczędnych silników elektrycznych.

Firma STMicroelectronics zaprezentowała nowe rozwiązania dla swych klientów, które uproszczą i przyspieszą proces projektowania inteligentnych, energooszczędnych silników elektrycznych do zastosowań takich, jak sprzęty AGD, klimatyzatory, automatyka przemysłowa, narzędzia elektryczne czy sprzęt fitness.

Silniki elektryczne obsługiwane przez tradycyjne napędy synchroniczne zużywają nawet do 50% światowej produkcji elektryczności. Inteligentne urządzenia oferują lepsze wykorzystanie energii, lecz stawiają złożone problemy konstrukcyjne, a w przeszłości wymagały drogich układów takich, jak cyfrowe kontrolery sygnałów. Zaawansowane mikrokontrolery ST z rodziny STM32 i gotowe do użycia oprogramowanie (firmware) przeznaczone do projektowania inteligentnych bloków napędowych pomogą projektantom przezwyciężyć te trudności.

Biblioteka obsługi silników STM32 FOC PMSM SDK w wersji 3.0 jest przeznaczona dla tanich układów z serii STM Value Line (STM32F100x). Umożliwia ona projektantom realizację inteligentnych napędów po niskich kosztach jednostkowych w zastosowaniach, gdzie cena odgrywa kluczową rolę. Wspomaga również serię STM32 Performance Line High-Density (STM32F103xx), wykorzystując dużą pamięć programowalną Flash wraz z rozbudowanymi peryferiami, co umożliwia umieszczenie napędu podwójnego silnika elektrycznego w jednym kontrolerze, redukując koszty, rozmiar i czas projektowania. Jest to pierwsza biblioteka ST związana z kontrolą podwójnych silników i dostarczy korzyści projektantom urządzeń takich, jak klimatyzacja, automatyka przemysłowa czy roboty.

Kolejną innowacją oferowaną jako część pakietu napędów ST jest MC Workbench 1.0.2, graficzne narzędzie konfiguracji biblioteki firmware dla komputerów PC. Upraszcza ono łączenie bloków i konfigurację ustawień silnika, aby pracował zgodnie z wymaganiami. Mikrokontrolery STM32 posiadają zaawansowaną architekturę, która zapewnia wysoką wydajność obliczeniową i zawiera funkcje takie, jak czasomierze potrzebne do kontroli silników, po bardzo konkurencyjnych cenach. W ofercie ST znajduje się ponad 180 wersji STM32, od tanich modeli po wersje oferujące wiele zintegrowanych funkcjonalności, wysoką wydajność i duże pamięci. Sposób przypisania wyprowadzeń, peryferia i kompatybilność oprogramowania poprawiają skalowalność i elastyczność w projektowaniu.

Dzięki wykorzystaniu biblioteki STM32, projektanci mogą szybko konfigurować kontrolery dla trójfazowych silników bezszczotkowych (PMSM) , wykorzystując mechanizmu FOC (Field-Oriented Control) – kluczowy sposób na osiągnięcie wydanego, cichego i sterowalnego silnika elektrycznego. Biblioteka dostarcza rozbudowanego zestawu możliwości, wliczając w to kontrolę momentu siły i szybkości z opcją przełączania w trakcie pracy, zaawansowane udogodnienia takie jak opatentowany przez ST algorytm odczytu wartości prądu wykorzystującego pojedynczy rezystor bocznikujący, kontrola MTPA dla silników IPMSM, osłabianie strumienia, sprzężenie wyprzedzające i strategia hamowania. Dostarczony kod w języku C jest zgodny z wytycznymi MISRA-C i standardami ISO/ANSI.

Biblioteka zawiera bloki z ochroną IP wspierające detekcję pozycji i szybkości z wykorzystaniem sensorów, takich jak oparte na efekcie Halla czy koderach lub algorytmach bezczujnikowych. Dzięki wsparciu dla kilku konfiguracji, biblioteka daje projektantowi swobodę w wyborze strategii najbardziej odpowiadającej danemu zastosowaniu. Najnowsza wersja oprogramowania oferuje dodatkowe możliwości kontroli takich aspektów, jak przypisanie pinów mikrokontrolera, oraz przykładową aplikację opartą na systemie operacyjnym FreeRTOS.

Używając nowego graficznego narzędzia konfiguracyjnego MC Workbench 1.0.2, projektanci mogą konstruować i optymalizować swe silniki bez potrzeby bezpośredniej edycji kodu, eliminując w ten sposób trudny, czasochłonny i podatny na błędy etap procesu projektowania.

Dostępny jest również zestaw startowy, ułatwiający projektantom zapoznanie się z tworzeniem aplikacji kontroli silnika. STM3210B-MCKIT jest gotowy do użycia i zawiera płytkę kontroli silnika, płytkę procesora i trójfazowy silnik bezszczotkowy, jak również narzędzia programistyczne i debugger. Zestaw ten skraca czas projektowania, pozwalając inżynierom na wykorzystanie informacji uzyskanych podczas testów w rzeczywistych zastosowaniach.

Autor: