意法半導體推出無(wú)感零速/高轉矩電機控制嵌入式軟件

2023年12月21日，中國– 意法半導體發(fā)布了STM32 ZeST*(零速滿(mǎn)轉矩)軟件算法。該算法運行在STM32微控制器上，讓無(wú)感電機驅動(dòng)器能夠在零轉速時(shí)產(chǎn)生最大轉矩。意法半導目前正在與指定客戶(hù)分享這個(gè)算法。該算法首次在通用電機驅動(dòng)器中提供零速滿(mǎn)轉矩電機控制功能，實(shí)現了以前無(wú)法實(shí)現的電機運行平順性和可預測性。

電動(dòng)工具、電動(dòng)窗簾、洗衣機、自動(dòng)割草機、空調系統、電動(dòng)自行車(chē)等產(chǎn)品設備要求電機按照正確方向最大轉矩啟動(dòng)和/或最大負載快速啟動(dòng)，同時(shí)消耗最小的電能。普通無(wú)感電機驅動(dòng)器不能確定電機在零速時(shí)的轉子位置，因此，無(wú)法滿(mǎn)足這些設備的要求。此前，要想保證定位準確、高能效和正確操作，通常需要增裝硬件位置傳感器或使用特殊類(lèi)型的電機。

新的STM32ZeST軟件算法是一個(gè)零速無(wú)感電機控制優(yōu)化通用解決方案，支持任何類(lèi)型的永磁同步電機(PMSM)。為了實(shí)現優(yōu)化控制，STM32ZeST算法需要與新推出的高靈敏度觀(guān)測器(HSO)算法同步運行，采用無(wú)傳感器的無(wú)感模式控制電機運行。作為一種嵌入式軟件解決方案，不需要在STM32微控制器(MCU)上增裝額外的硬件或特殊外設。為確保電機控制保持高能效，電機的阻力也是在運行時(shí)估算。

通過(guò)使用STM32ZeST和HSO軟件算法，設計者可以避免在啟動(dòng)階段出現高峰值電流，提高應用的能效。與有霍爾傳感器的電機驅動(dòng)器相比，意法半導體的解決方案降低了物料成本(BOM)，提高了運行可靠性，降低了噪聲。意法半導體開(kāi)發(fā)了一個(gè)演示模型，展示無(wú)感電機驅動(dòng)器如何啟動(dòng)，在各種轉速和最低轉速時(shí)移動(dòng)負載。該模型使用的是一個(gè)電動(dòng)踏板的車(chē)輪，演示了電機始終按照預定方向啟動(dòng)，并且可以使負載保持在零速靜止不動(dòng)。

為方便開(kāi)發(fā)者評測STM32ZeST和HSO兩種算法的性能，加快開(kāi)發(fā)進(jìn)度，意法半導體開(kāi)發(fā)了配套的硬件工具，其中，B-G473E-ZEST1S控制板為電源板STEVAL-LVLP01生成PWM信號。電源板驅動(dòng)低功率/低電壓電機，例如，意法半導體的B-MOTOR-PMSMA套件中的電機?？刂瓢迮c電源板的連接使用的是新的嵌入式電機控制連接器V2。

意法半導體為開(kāi)發(fā)者提供了大量的額外支持服務(wù)，幫助他們?yōu)槿藲飧叩碾姍C類(lèi)型開(kāi)發(fā)驅動(dòng)器，滿(mǎn)足各種應用需求，達到能效、尺寸、性能和成本等限制要求。STM32系列微控制器可滿(mǎn)足各種性能需求，許多產(chǎn)品集成了適合電機控制的功能，例如，先進(jìn)的電機控制PWM定時(shí)器，意法半導體電機控制軟件開(kāi)發(fā)套件(MC-SDK)支持所有這些產(chǎn)品，該套件包括電機控制固件庫和專(zhuān)用配置工具(Motor Control Workbench)。這兩個(gè)工具都需要配合STM32Cube生態(tài)系統和STM32CubeMX項目配置器使用。

HSO算法集成在新版MCSDK（6.2版）開(kāi)發(fā)套件內。新版MCSDK增加了在STM32 G4 MCU上運行的雙驅動(dòng)器解決方案，還支持從高性?xún)r(jià)比的STM32C0到高性能STM32H5的各種系列STM32微控制器。

* STM32是意法半導體國際有限公司(STMicroelectronics International NV)或其關(guān)聯(lián)公司在歐盟和/或其他地方的注冊和/或未注冊的商標。特別是，STM32在美國專(zhuān)利商標局注冊。