Blog về công ty Hội đồng đánh giá kiểm soát động cơ ST: Động cơ bước, Động cơ DC chải, Động cơ PMSM

Cung cấp Bảng đánh giá điều khiển động cơ ST: Động cơ bước, Động cơ DC chải, Động cơ PMSM

Công ty TNHH Điện tử Mingjiada Thâm Quyến,là nhà phân phối linh kiện điện tử nổi tiếng toàn cầu, đã trở thành đối tác đáng tin cậy của các doanh nghiệp điện tử thông qua danh mục sản phẩm phong phú, chuỗi cung ứng ổn định, kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, giá cả cạnh tranh và dịch vụ chuyên nghiệp.

Ưu điểm cốt lõi:

1. Phạm vi phủ sóng sản phẩm rộng rãi

Các sản phẩm cốt lõi bao gồm chip 5G, IC năng lượng mới, IC IoT, chip Bluetooth, chip xử lý thông tin ô tô, chip ô tô, chip cấp ô tô, chip giao tiếp, chip AI, chip bộ nhớ, chip cảm biến, chip vi điều khiển, chip thu phát, chip Ethernet, chip WiFi, mô-đun giao tiếp không dây, đầu nối, v.v. Chúng tìm thấy ứng dụng rộng rãi trên ô tô, thiết bị liên lạc, máy tính, điện tử tiêu dùng, dụng cụ y tế và thiết bị y tế. Hệ thống máy tính, điện tử tiêu dùng, dụng cụ y tế, thiết bị âm thanh, thiết bị hiển thị video, hệ thống liên lạc, nguồn điện ô tô và nhiều lĩnh vực khác.

2. Chuỗi cung ứng ổn định và lượng hàng tồn kho dồi dào

Công ty duy trì hơn 2 triệu SKU dự trữ, bao gồm các linh kiện cấp tiêu dùng, cấp công nghiệp, cấp ô tô và cấp quân sự để đáp ứng các yêu cầu đa dạng của ngành.

Kho hàng ở Thâm Quyến và Hồng Kông đảm bảo kênh cung ứng ổn định và chu kỳ giao hàng được rút ngắn.

3. Kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt

Công ty có chứng chỉ Hệ thống quản lý chất lượng ISO9001:2014 và Hệ thống quản lý môi trường ISO14001:2014, đảm bảo sản phẩm tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế.

Tất cả các thành phần đều có nguồn gốc từ nhà sản xuất gốc hoặc các kênh được ủy quyền, đảm bảo tính xác thực chính hãng 100%.

4. Giá cả cạnh tranh và dịch vụ chuyên nghiệp

Tận dụng lợi thế mua sắm quy mô lớn, chúng tôi đưa ra mức giá cạnh tranh trên thị trường.

Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi cung cấp hướng dẫn lựa chọn, giải pháp thay thế và hỗ trợ sau bán hàng.

5. Dịch vụ đặt hàng và kết hợp một cửa

Đối với các mô hình thích hợp, từ xa hoặc khan hiếm, chúng tôi cung cấp các giải pháp tìm nguồn cung ứng toàn cầu để giải quyết các thách thức trong chuỗi cung ứng.

Hỗ trợ nhiều loại bao bì để đáp ứng yêu cầu ứng dụng đa dạng.

I. Bảng đánh giá điều khiển động cơ bước: Tiêu chuẩn cho khả năng định vị chính xác và vận hành êm ái

Động cơ bước, có khả năng đạt được vị trí chính xác mà không cần cảm biến vị trí, không thể thiếu trong các ứng dụng như in 3D, máy công cụ CNC và gimbal máy ảnh. ST đã ra mắt bảng đánh giá và các giải pháp hỗ trợ xoay quanh PowerSTEP01 để điều khiển động cơ bước, cân bằng hiệu suất và dễ sử dụng.

1. Bo mạch thích ứng cốt lõi và các tính năng phần cứng

Bảng đánh giá EVL-POWERSTEP01 của ST đại diện cho giải pháp điều khiển động cơ bước hàng đầu. Được thiết kế dựa trên chip Hệ thống trong gói (SiP) PowerSTEP01, nó tích hợp bộ điều khiển bước tiên tiến với tám MOSFET công suất trong một kích thước nhỏ gọn (gói 14mm × 11mm × 1mm). Các thông số phần cứng của nó bao gồm dải điện áp rộng (8V-85V), với dòng điện đầu ra lên tới 10A và điện trở thấp ở mức 16mΩ. Nó hỗ trợ điều khiển toàn bước, nửa bước và lên đến 128 microstep, cân bằng vị trí có độ chính xác cao với hoạt động tốc độ cao. Tích hợp trên bo mạch bao gồm bộ điều chỉnh điện áp, giao diện truyền thông SPI và các cơ chế bảo vệ toàn diện: bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt kép, khóa dưới điện áp (UVLO) và khóa quá điện áp (OVLO), nâng cao đáng kể độ tin cậy của hệ thống.

Hơn nữa, ST còn cung cấp loạt gói phần mềm mở rộng X-CUBE-SPN (SPN1/SPN2/SPN3/SPN5). Chúng có thể được ghép nối với các bảng phát triển NUCLEO để mở rộng khả năng điều khiển động cơ bước trục đơn và trục kép, cũng như các ứng dụng truyền động công suất cao, đáp ứng các mức công suất và cấu hình trục đa dạng.

2. Thuật toán điều khiển và hỗ trợ phần mềm

Dòng bo mạch đánh giá này hỗ trợ hai thuật toán cốt lõi: điều khiển chế độ điện áp và điều khiển dòng dự đoán suy giảm thích ứng (PAC). Người dùng có thể lựa chọn dựa trên yêu cầu ứng dụng: điều khiển chế độ điện áp phù hợp với các tình huống nhạy cảm về chi phí, ưu tiên triển khai đơn giản, trong khi điều khiển dòng điện dự đoán sẽ tối ưu hóa hiệu quả hiệu suất và độ êm ái của động cơ đồng thời triệt tiêu sự cộng hưởng. Công cụ chuyển động kỹ thuật số (DME) trên bo mạch nhận các lệnh chuyển động cấp cao thông qua giao diện SPI, tự động tạo ra các đường cong tốc độ có thể lập trình và quỹ đạo định vị mà không cần can thiệp MCU liên tục, từ đó giảm khối lượng công việc của bộ điều khiển chính.

Ở cấp độ phần mềm, công cụ trực tuyến ST-MC-Suite cho phép truy cập nhanh vào các ví dụ về trình điều khiển, ghi chú ứng dụng và trình hướng dẫn cấu hình. Kết hợp với công cụ GUI điều khiển động cơ của ST, nó tạo điều kiện cho việc điều chỉnh tham số và chẩn đoán lỗi theo thời gian thực. Đối với MCU dòng STM32, thư viện chương trình cơ sở STSW-STM32018 cung cấp giải pháp trình điều khiển động cơ bước lưỡng cực dựa trên STM32F103, hỗ trợ điều khiển hướng theo chiều kim đồng hồ và phát hiện ngừng hoạt động, đồng thời phù hợp cho các ứng dụng định vị không có cảm biến.

3. Các kịch bản ứng dụng điển hình

Thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác định vị cao và vận hành trơn tru, chẳng hạn như bộ truyền động vòi phun của máy in 3D, trục cấp liệu trong máy CNC nhỏ, bộ phận xoay nghiêng của camera an ninh, thiết bị văn phòng (máy in, máy quét) và điều khiển van chính xác. Đặc biệt thích hợp cho các thiết bị di động yêu cầu bố cục nhỏ gọn và độ tin cậy cao.

II. Bảng đánh giá điều khiển động cơ DC có chổi than: Một giải pháp hợp lý, tiết kiệm chi phí

Động cơ DC có chổi than mang đến sự đơn giản và giá cả phải chăng, được sử dụng rộng rãi trong đồ chơi, thiết bị gia dụng và hệ thống máy bơm nhỏ gọn. ST giải quyết các yêu cầu điều khiển động cơ chổi than bằng giải pháp đánh giá dựa trên MCU dòng STM32 và IC điều khiển chuyên dụng, cân bằng chi phí thấp với chức năng toàn diện.

1. Bo mạch tương thích cốt lõi và các tính năng phần cứng

Gói mở rộng X-CUBE-SPN4 của ST được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng điều khiển động cơ DC chổi than kép. Khi kết hợp với bảng phát triển NUCLEO (chẳng hạn như NUCLEO-G431RB), nó cho phép điều khiển độc lập hai động cơ chổi than. Phần cứng sử dụng kiến ​​trúc truyền động cầu H kép, hỗ trợ vận hành tiến/lùi, điều chỉnh tốc độ và chức năng phanh. Dòng điện đầu ra có thể được điều chỉnh đến vài ampe tùy thuộc vào chip điều khiển đã chọn, đáp ứng yêu cầu của động cơ chổi than công suất từ ​​nhỏ đến trung bình. Các mạch bảo vệ toàn diện trên bo mạch, bao gồm bảo vệ quá dòng, quá nhiệt và phân cực ngược, ngăn ngừa hư hỏng động cơ hoặc chip điều khiển do lỗi vận hành.

Đối với các ứng dụng nhạy cảm với chi phí, có thể triển khai giải pháp điều khiển tốc độPWM đơn giản hóa cho động cơ chổi than bằng cách sử dụng MCU dòng STM8 được ghép nối với thư viện chương trình cơ sở STSW-STM8020. Tỷ lệ chi phí-hiệu suất cao của MCU dòng STM8S/STM8A giúp giảm chi phí giải pháp một cách hiệu quả.

2. Thuật toán điều khiển và hỗ trợ phần mềm

Cốt lõi của điều khiển động cơ DC có chổi than nằm ở thuật toán điều chỉnh tốc độPWM. Giải pháp bảng đánh giá ST hỗ trợ hai chế độ: điều khiển tốc độ tuyến tính điều chỉnh bằng điện áp và điều khiển tốc độ vòng kín PID. Điều khiển tốc độ PLC vòng lặp mở phù hợp với các tình huống có yêu cầu độ chính xác tốc độ thấp hơn, cung cấp cấu hình đơn giản. Điều khiển tốc độ vòng kín PID, khi kết hợp với phản hồi bộ mã hóa, cho phép điều khiển tốc độ vòng kín, tăng cường độ ổn định tốc độ và khả năng chống nhiễu.

Ở cấp độ phần mềm, công cụ STM32CubeMX cho phép cấu hình nhanh chóng các bộ định thời, GPIO và tài nguyên ngắt, tạo mã khởi tạo. Được kết hợp với Bàn làm việc điều khiển động cơ, nó cho phép điều chỉnh trực quan tần sốPWM, giới hạn chu kỳ nhiệm vụ và các thông số PID, rút ​​ngắn chu kỳ phát triển. Đối với các kịch bản phối hợp động cơ kép, giải pháp hỗ trợ điều khiển tốc độ đồng bộ và điều khiển độc lập, phù hợp cho các ứng dụng như khung gầm robot và ô tô đồ chơi điện.

3. Các kịch bản ứng dụng điển hình

Thích hợp cho các thiết bị truyền động phụ trợ trong xe đồ chơi nhỏ, quạt gia dụng, máy thổi lọc không khí, máy bơm nước mini, rèm điện và thiết bị tự động hóa. Đặc biệt phù hợp với các ứng dụng có mức tiêu thụ điện năng thấp đến trung bình, nhạy cảm với chi phí với logic điều khiển đơn giản.

III. Ban đánh giá điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM): Giải pháp hàng đầu cho hiệu suất và hiệu quả cao

Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu mang lại lợi thế về hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và mật độ năng lượng cao, khiến chúng trở thành lựa chọn chủ đạo cho các ứng dụng cao cấp như dụng cụ điện, máy bay không người lái, thiết bị gia dụng và xe điện. ST đã ra mắt nhiều bảng đánh giá hiệu suất cao để điều khiển PMSM, hỗ trợ cả điều khiển không cảm biến và dựa trên cảm biến để đáp ứng đầy đủ các yêu cầu từ ứng dụng điện áp thấp, công suất thấp đến điện áp cao, công suất cao.

1. Bo mạch thích ứng cốt lõi và tính năng phần cứng

Bảng đánh giá STEVAL-PTOOL4A của ST đại diện cho một giải pháp cao cấp để điều khiển động cơ PMSM/BLDC, được thiết kế đặc biệt cho các công cụ cầm tay chạy bằng pin. Nó hoạt động trong dải điện áp đầu vào 12V-28V (21V danh nghĩa), cung cấp dòng điện đầu ra lên tới 20A RMS và đạt được công suất liên tục lên tới 250W. Công suất cực đại ngắn hạn có thể được tăng cường bằng một bộ tản nhiệt bổ sung. Phần cứng tích hợp MCU STM32G473CE (lõi Arm Cortex-M4 170 MHz với bộ tăng tốc toán học CORDIC+FMAC tích hợp), kết hợp với trình điều khiển cổng STDRIVE101 và MOSFET STL220N6F7 (điện trở trên mức thấp tới 0,0012Ω) để đạt được khả năng chuyển đổi năng lượng hiệu quả. Bảng mạch kết hợp mạch lấy mẫu dòng điện ba điện trở (với điện trở shunt có độ chính xác 0,1%) và ba kênh ADC, cho phép lấy mẫu đồng thời dòng điện pha và điện áp EMF ngược để hỗ trợ các thuật toán có độ chính xác cao.

Ngoài ra, bộ P-NUCLEO-IHM03 (dựa trên trình điều khiển STM32G431RB và STSPIN830) phù hợp để điều khiển PMSM điện áp thấp, công suất thấp. Bộ công cụ thăm dò B-G431B-ESC1 được tối ưu hóa cho các ứng dụng bộ điều khiển tốc độ điện tử (ESC) của máy bay không người lái, hỗ trợ thuật toán FOC không cảm biến và chức năng phanh chủ động để đáp ứng các yêu cầu của máy bay không người lái về thiết kế nhẹ và phản ứng nhanh.

2. Thuật toán điều khiển và hỗ trợ phần mềm

Các bảng đánh giá này có thuật toán điều khiển hướng trường không cảm biến (FOC) mặc định, hỗ trợ các chế độ lấy mẫu ba điện trở/một điện trở. Chúng tương thích với thuật toán ZeST (Mô men xoắn toàn phần tốc độ bằng 0) độc quyền của ST, cho phép khởi động động cơ ở tốc độ bằng 0 và đầu ra mô-men xoắn cao để khắc phục các hạn chế về hiệu suất ở tốc độ thấp trong điều khiển không cảm biến. Tùy chọn điều khiển sóng vuông sáu bước cũng được cung cấp, tương thích với cảm biến Hall hoặc phản hồi bộ mã hóa để phù hợp với các yêu cầu về độ chính xác khác nhau.

Về hệ sinh thái phần mềm, bộ phát triển phần mềm X-CUBE-MCSDK cho phép cấu hình trực quan các thông số thuật toán, điều chỉnh thời gian thực và chẩn đoán lỗi. Nó hỗ trợ chuyển đổi chế độ mô-men xoắn/tốc độ, điều chỉnh tần số chuyển đổi và cài đặt ngưỡng quá dòng. Công cụ phân tích động cơ của ST tự động đo các thông số điện của động cơ PMSM, cho phép thích ứng nhanh chóng ngay cả đối với những động cơ chưa xác định và giảm đáng kể chu kỳ gỡ lỗi. Cổng gỡ lỗi SWD trên bo mạch và các giao diện truyền thông mở rộng (SPI, UART, CAN, I²C) tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp và gỡ lỗi hệ thống.

3. Các kịch bản ứng dụng điển hình

Được triển khai rộng rãi trong các dụng cụ điện (máy khoan, máy mài, máy cưa đĩa), máy bay không người lái, xe lăn điện, thiết bị gia dụng (máy điều hòa không khí biến tần, máy giặt), xe đạp điện và nền tảng robot công nghiệp. Đặc biệt thích hợp cho các thiết bị cao cấp đòi hỏi hiệu suất năng lượng vượt trội, mật độ năng lượng và độ chính xác điều khiển.