作為現(xiàn)代工業(yè)運動控制的重要組成部分，低壓伺服驅動器通過力矩、速度、位置三種方式對伺服電機進行精準控制，被廣泛應用于低壓供電場合、定位控制、移動供電場合等安裝空間小、用電安全高的自動化應用場景中，如智能物流AGV驅動系統(tǒng)、風電變槳系統(tǒng)、人機協(xié)同的協(xié)作機器人、產(chǎn)線傳送裝置、通道閘門控制、抓取及搬運機械裝置、雕刻機等。

MCU作為電機驅動系統(tǒng)設計的控制核心，是系統(tǒng)整體性能與設計的關鍵所在。

極海低壓伺服驅動器應用方案介紹

極海APM32F407低壓伺服驅動器應用方案，具有高效運算處理能力、高可靠性、高功率密度，在不同溫度、濕度、振動等工業(yè)環(huán)境中可實現(xiàn)穩(wěn)定運行，主控MCU豐富外設接口支持伺服電機系統(tǒng)一體化設計。

APM32F407 低壓伺服驅動器方案特點：

? 速度控制模式：通過按鍵設定目標速度，電機轉速穩(wěn)定在目標速度；

? 位置模式模式：通過按鍵設定目標位置，電機能精準停留在設定位置；

? 編碼器接口：可連接增量編碼器，實現(xiàn)高精度控制；

? EtherCAT模塊：可實現(xiàn)EtherCAT通信，配合PLC、PC、EC實現(xiàn)復雜的運動控制；

? 人機交互：讀取FLASH的UI素材并顯示到LCD屏，LCD能顯示目標速度/位置、實際速度/位置、運行模式、運行狀態(tài)，更直觀地體現(xiàn)系統(tǒng)的運行情況。

APM32F407 MCU優(yōu)勢：

出色的運算能力

Arm?Cortex?-M4F內核，主頻高達168MHz，支持單精度FPU和增強型DSP處理指令，在常溫下可以進行適當超頻以滿足伺服控制系統(tǒng)uS級別電流環(huán)控制等高實時性應用。

豐富的片上資源

? 大容量存儲，F(xiàn)lash 高達1MB，SRAM 192+4KB，可擴展內部SDRAM 2MB，支持外部存儲器拓展，滿足復雜系統(tǒng)設計需求

? 內置eMMC接口，Wait時序在100ns以內，滿足與外圍FPGA高效通信應用

? 內置CAN接口，實現(xiàn)CANopen總線協(xié)議，與PLC等主站通信

? 內置最高通信速率可達42Mbit/s的SPI接口，可快速訪問EtherCAT 芯片，實現(xiàn)EtherCAT總線通信

豐富的應用外設，滿足伺服控制系統(tǒng)種類繁多的外圍器件的連接與應用場景，可對電機、驅動器和減速機進行一體化設計，實現(xiàn)更優(yōu)于分立式的功率密度，充分優(yōu)化系統(tǒng)。

高性能ADC

集成3個12位獨立ADC，可對電機電流和母線電壓進行精確監(jiān)測，從而實現(xiàn)有效的閉環(huán)控制。

極海可提供低壓伺服驅動器整個開發(fā)過程中的軟硬件技術支持與demo板。整機模塊工作過程如下：主控采用APM32F407高性能MCU，通過高級定時器，可輸出3組互補PWM來控制PMSM電機的轉動；通過3個獨立ADC對電機電流和母線電壓進行采樣；通用定時器的編碼器模式獲取增量編碼器的脈沖信號；通過電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)控制，實現(xiàn)電機速度穩(wěn)定控制、位置精準控制；通過SPI訪問EtherCAT從站芯片，實現(xiàn)EtherCAT總線通信。

APM32F407 低壓伺服驅動器應用方案規(guī)格：

?兩種控制模式

速度模式：可設定目標速度，電機按照設定速度旋轉。

位置模式：可設定旋轉角度，電機停留在設定位置。

?接口資源

1：霍爾信號接口

2：編碼器信號接口

3：UVW接口

4：LCD顯示

5：EtherCAT接口

6：12~60V電源接口

7：按鍵（從上到下）：參數(shù)減，模式切換，啟/停，參數(shù)加

?控制方式

雙閉環(huán)控制（速度模式）

三閉環(huán)控制（位置模式）

?PWM頻率

10KHz

?電機轉速

-3000~3000rpm（4對極）

?位置設置范圍

0~36000°