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【STSPIN32F0601 电机控制板试用体验连载】牛刀试用

2020-10-22 08:50:48

2220 电机控制

0

`机缘：
   刚好最近需要做一款无刷电机驱动的项目，驱动的要求不太高，主要是实现220V无感无刷电机的可调的很速控制产品。平时经常喜欢在电子发烧友论坛闲逛，偶然发现ST和电子发烧友论坛提供这样一个跟我们当前项目非常接近的电机驱动使用机会。我们当前项目计划采用传统方波进行控制，扭矩波动比较大，难以达到较好的控制效果。一直想找机会测试下FOC控制的方案，正好利用这个机会试用下。
项目概述：
   目前主要有一个相似的项目需求，能够实现220V无刷电机控制。能够按照给定的速度进行很速旋转。当有负载变化时，速度也应该能比较好的控制住。能够进行电流保护。
硬件设计：
   我们当前的项目方案采用一个CPU+桥驱+MOSFET方案。电机为无感无刷电机，通过检测电机的过零点实现电机换相。并周期性检测电机电流情况，进行峰值电流保护。

图1 旧方案整体框图

这个方案使用已经很成熟，要求不高的地方使用完全没有问题。现在使用过程中随着电压升高，电机的噪声也会增加。后来一直思路利用FOC来控制电机，但是也没有多少时间去做尝试。现在正好利用这个机会测试下。

ST这个驱动板采用STSPIN32F0601，将桥驱已经集成在CPU芯片内部，使用上更加简单，简化了PCB的布线复杂度。由于采用FOC方案，用于电机反电动势检测电路可以去掉，整个原理图和PCB非常的精干，元件数量的减少，提高了可靠性，降低故障率。ST电机驱动的整体框图如下。

图2 STSPIN32F0601驱动板方案

根据驱动板接线图，搭建测试环境，这里暂时使用三菱伺服电机作为调试电机使用，电压111V。采用JTAG隔离板，与jlink和电脑隔离，jlink和电脑烧坏了就麻烦了。主电源通过隔离变压后再经过调压器调压到110V后接入到电机驱动板。使用隔离变压器主要是保护示波器。

图3 电机调试环境搭建

硬件环境搭建好之后就开始主题，进入软件调试。
软件调试：

1.使用MC软件打开论坛提供的文件。里面做好了IO口的选择，反馈电阻，电流放大电路电阻参数。我使用的电机工作电压是111V，所有需要修改输入电压的最小值。

图4 打开工程后的主界面。

2.由于CPU没有使用外部晶振，要确定配置的时候是否选择内部晶振。

3.根据自己的电机修改参数。

图5 电机参数

4.大概根据自己的电机情况修改电机的启动参数。

图6 电机启动参数

5.生成mdk工程，打开mdk编译程序，编程成功之后直接下载到板子上。

经过以上几步之后就可以开始调试电机。我使用的Jlink自带的虚拟串口来作为和板子串口通信的方式。连接好之后，通过MC的调试界面可以调试电机。

图9 调试界面

点击 "Start Motor"开始启动电机，一切正常情况下，电机会开始进入开环启动旋转，然后切换到闭环。

当然这是理想情况下，实际上能够旋转经过了不少的参数修改调整之后才能正常工作。总结出来主要两个方面的参数调整，一是启动电流、启动转速和启动时间，决决定启动是否正常；二是PID参数，决定启动后闭环工作的稳定性。

图7 启动参数调试界面

在这个界面下反复修改参数，可以达到很好的启动电机。

图8 PID参数调试界面

在这个界面下修改P和I，能够让电机达到最优的控制效果。PID的参数按照PID的调节经验去慢慢调整就可以。先调P，再调I。

参数调整好之后开始使用电机带负载测试，为了保险起见，200W的电机加负载到了100W。

视频效果：
https://v.youku.com/v_show/id_XNDg5NjQ3MzE1Ng==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
`

STSPIN32F0601_ST_board_1shunt_Jiaxipera.rar (506.87 KB, 下载次数: 13 )

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