基于Cortex-M3的 STM32微控制器處理先進電機控制方法

對于一個能夠執(zhí)行先進的電機控制功能的通用微控制器，擁有微控制器是一回事，而開發(fā)輕松入門卻是另一回事。利用軟硬件工具可以把這個問題的兩個方面都處理好。首先是擁有一套電機控制開發(fā)入門工具，包含測試工具（JTAG探針和光隔離器）、 微控制器芯片以及功率級電路板和演示用PMSM電機，這套工具用于產品性能評估和開發(fā)用途。模塊化設計有助于升級演示應用（例如雙電機控制微控制器電路板），評估多個（或定制）功率級。最后，意法半導體為STM32客戶免費提供電機控制軟件庫。2.0版電機控制軟件庫利用頭文件內的一個簡單且低廉的 #define聲明列表支持各種配置。軟件庫包含交流感應電機和同步電機的磁場定向控制算法，為簡化代碼的可讀性和可維護性，這些算法采用C編程語言，再次證明了現(xiàn)代編譯器的效率。該軟件庫還針對PMSM電機提供一個穩(wěn)健的無傳感器控制算法（基于磁通觀測器），以及一個超高速內部永磁電機 (IPM)專用控制算法。當然，該軟件還支持普通轉速和位置傳感器（增量編碼器、霍爾傳感器或轉速傳感器）。通過使用隔離傳感器或分流器，STM32支持三種電流檢測方法。STM32外設可以實現(xiàn)一個創(chuàng)新的單電流檢測方法，利用成本最低的配置（一個簡單的獨特的電阻器）執(zhí)行矢量控制。因為能夠最大限度降低本征電流失真率，這項技術已取得專利權。

意法半導體目前的主要開發(fā)項目是控制電機直到靜止狀態(tài)的無傳感器永磁電機控制和內置功率因數(shù)校正功能的雙電機控制。最近，意法半導體成功演示了單電流檢測方法，僅一個STM32微控制器就能執(zhí)行兩個單電流檢測矢量控制功能，同時還用一個40 kHz的控制回路管理PFC級（詳見圖1）。

圖1：STM32F103HD可以同時處理雙電機控制和數(shù)字PF

從功率開關分立器件，到復雜的系統(tǒng)芯片，意法半導體承諾以其獨有的產品組合長期支持電機控制市場。STM32微控制器產品線將繼續(xù)沿四個新方向部署，如圖3所示，其中兩個方向適用于電機控制。第一個產品線將面向低成本市場，開發(fā)低端的16位電機控制微控制器。另一個產品線以高性能為訴求，面向需要更高處理性能、更大存儲容量和高帶寬接口的應用。如此寬廣的產品組合結合Cortex-M3內核，勢必確立STM32架構適用于現(xiàn)在和未來電機驅動的多功能性。