赋能高效化之路丨极海APM32F407低压伺服驱动器应用方案

作为现代工业运动控制的重要组成部分,低压伺服驱动器通过力矩、速度、位置三种方式对伺服电机进行精准控制,被广泛应用于低压供电场合、定位控制、移动供电场合等安装空间小、用电安全高的自动化应用场景中,如智能物流AGV驱动系统、风电变桨系统、人机协同的协作机器人、产线传送装置、通道闸门控制、抓取及搬运机械装置、雕刻机等。


MCU作为电机驱动系统设计的控制核心,是系统整体性能与设计的关键所在。

  极海低压伺服驱动器应用方案介绍


•  基于APM32F407系列高性能MCU,主频高达168MHz

•  大容量存储,Flash 高达1MB,SRAM 192+4KB,SDRAM 2MB,支持外部存储器拓展,满足复杂系统设计需求 

•  3个独立ADC,可同时采集电机电流和母线电压 

•  内置EMMC接口,Wait时序在100ns以内,满足与外围FPGA高效通信应用

•  内置CAN接口,实现CANopen总线协议,与PLC等主站通信

•  最高通信速率可达42Mbit/s的SPI口,可快速访问EtherCAT 芯片,实现EtherCAT总线通信

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APM32F407 低压伺服驱动器方案实现框图



APM32F407 MCU优势

出色的运算能力

Arm®Cortex®-M4F内核,支持单精度FPU和增强型DSP处理指令,在常温下可以进行适当超频以满足伺服控制系统uS级别电流环控制等高实时性应用。

丰富的片上资源

丰富的应用外设,满足伺服控制系统丰富外围器件的连接与应用场景,可对电机、驱动器和减速机进行一体化设计,实现更优于分立式的功率密度,充分优化系统。

高性能ADC

ADC采样精度高,可对电流进行精确监测,从而实现有效的闭环控制。


极海同时提供低压伺服驱动器整个开发过程中的软硬件技术支持与demo板。整机模块工作过程如下:主控采用APM32F407高性能MCU,通过高级定时器,可输出3组互补PWM来控制PMSM电机的转动;通过3个独立ADC对电机电流和母线电压进行采样;通用定时器的编码器模式获取增量编码器的脉冲信号;通过电流环、速度环、位置环控制,实现电机速度稳定控制、位置精准控制;通过SPI访问EtherCAT从站芯片,实现EtherCAT总线通信。

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APM32F407 低压伺服驱动器应用方案规格

两种控制模式

速度模式:可设定目标速度,电机按照设定速度旋转。

位置模式:可设定旋转角度,电机停留在设定位置。

 

接口资源

1:霍尔信号接口

2:编码器信号接口

3UVW接口

4LCD显示

5EtherCAT接口

612~60V电源接口

7:按键(从上到下):参数减,模式切换,启/停,参数加

 

控制方式

双闭环控制(速度模式)

三闭环控制(位置模式)

 

PWM频率

10KHz

 

电机转速

-3000~3000rpm4对极)

 

位置设置范围

0~36000°



面向电机驱动系统,极海凭借丰富的MCU产品线、经验成熟的方案设计团队以及快速周到的技术支持,满足从消费到工业应用的各种电机驱动需求,已与多家终端厂商深度合作。随着电机产品智能化升级与应用范围的不断拓展,极海将继续在产品线布局、功能、性能上持续突破创新。


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