高效雙控 精準卓越 | 極海G32R501低壓無感雙電機參考方案

無傳感器電機控制技術，是指在電機控制系統(tǒng)中不使用位置或速度傳感器，如編碼器、霍爾傳感器等，而是通過電機的電流電壓信號來計算電機轉子位置和速度，相對于有感電機控制，這種技術可以有效避免傳感器干擾，在降低成本、提高系統(tǒng)可靠性以及簡化電機結構方面具有顯著優(yōu)勢。

隨著無傳感器電機控制技術的逐步成熟，其在工業(yè)自動化、旋翼飛行器、空調外機等領域迎來廣闊的市場應用前景。極海緊跟行業(yè)技術發(fā)展趨勢，推出G32R501低壓無感雙電機參考方案，主控芯片采用全新發(fā)布的G32R501實時控制MCU，具備靈敏感知、高效處理、精準控制等特性；本方案支持雙電機無感FOC控制，單核條件下僅需24.8μs即可對雙電機執(zhí)行完整電流環(huán)控制，內置靜態(tài)（電阻、電感、磁鏈）參數辨識、在線電機電阻辨識功能，配置模型參考自適應，PI自整定，可實現對大多數永磁同步電機的自動控制。

低壓無感雙電機應用領域

極海低壓無感雙電機參考方案介紹

■  輸入電源范圍：DC 12V~48V

■  輸出峰值電流：20A

■  最低控制頻率：1Hz

■  啟動：滿力矩閉環(huán)啟動（4Hz及以上目標頻率）

■  控制方式：V/F、單電流閉環(huán)控制、雙閉環(huán)控制

■  PI參數：模型參考自適應

■  其他功能：參數掉電保存、軟件復位

■  電機參數辨識：靜態(tài)辨識電阻、電感、磁鏈，在線電阻辨識

■  通訊方式：Modbus協(xié)議

■  配套資料：配套自研上位機、用戶手冊等

G32R501實時控制MCU特點

■  內核與存儲：基于Cortex-M52雙核架構，主頻250MHz，配備緊耦合內存（ITCM、DTCM）、I/D-Cache，Flash預取，實時性能高；

■  擴展指令：極海自研紫電數學指令擴展單元，支持三角函數、開方、除法等；

■  增強型控制外設：

· 16個PWM通道，多通道同步性能高，助力低速精準電機控制；

· 靈活的IP聯(lián)動功能，PWM模塊具有額外兩個比較子模塊（CMPC、CMPD）專門用于產生同步事件，可在計數器任意時刻產生事件，同步事件可傳遞至任一PWM模塊同步PWM相位，并觸發(fā)ADC開始采樣；

■  高精度模擬外設：

· 3個3.45MSPS的12-bit高速ADC，快速準確采集模擬信號，減小信號延遲；

· ADC支持3.3V/2.5V內部參考源，2.5V參考源時，電壓分辨率可提升32%，提高反饋信號采樣精度；

■  豐富通信接口：

CAN×2、I2C×1、UART×2、SPI×2、QSPI×1、LIN、PMBus×1。

軟硬件介紹

本方案硬件板卡由一個控制板和兩個功率板組成。

控制板

■  控制板為G32R501 Eval Board，搭載板上調試器CMSIS-DAP，用Type-C數據線連接電腦即可調試。Type-C接口通過隔離芯片傳輸信號，斷開USB電源跳線后，與板上電路電氣隔離，避免調試過程中有害電壓損壞電腦；

■  板上引出兩個標準化排針接口，可連接兩只功率板；

■  極海自研上位機與控制板采用業(yè)界通用的modbus協(xié)議，利用控制板的板載調試器連接至PC端的上位機，可實現快捷調試。

功率板

功率板包含MOS-FET三相逆變器及反饋信號采集電路，可輸出3.3V電源給控制板供電。功率板壓接到控制板的標準化排針上，可控制一路電機。

無感觀測器

本方案搭載無感觀測器，實現高性能無感FOC控制，相較于傳統(tǒng)觀測器，具備以下優(yōu)勢：

· 低速性能：最低控制頻率1Hz；

· 反饋信號：磁鏈、角度、轉速、轉矩；

· 角度信號：單周期快速收斂，支持滿載閉環(huán)啟動。

配套上位機

本方案提供已編譯好的示例程序固件和配套上位機。燒寫固件到控制板后，連接上位機即可開始測試，開箱即用。

使用方案

設置好撥碼、燒寫完成固件之后，按下圖連接電源、電機和PC。開啟電源，連接上位機測試電機控制功能。

對于新電機，通過以下過程自動識別電機參數，自動計算出電流環(huán)Kp、Ki，數分鐘內即可完成適配和啟動：

設置保護和辨識參數→啟動電機參數辨識→啟動速度閉環(huán)控制

詳細使用過程將配套使用指南提供指引。

極海G32R501低壓無感雙電機參考方案，涵蓋芯片、板塊、算法、全功能電機控制示例程序固件、極海自研上位機、以及用戶指南等完整的軟硬件設計生態(tài)體系，可快速評估電機驅動性能，有助于工程師快速上手，加速客戶項目量產落地。

隨著新能源與低空經濟的快速發(fā)展，雙電機控制系統(tǒng)在眾多行業(yè)中的應用日益廣泛，其在提升性能和能效方面發(fā)揮著至關重要的作用。極海G32R501低壓無感雙電機參考方案，旨在為客戶提供性能卓越、高效且易于集成的解決方案。極海實時控制技術團隊提供全方位的技術支持，可助力客戶快速響應市場變化，實現更多領域的創(chuàng)新應用。