馬達(dá)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，是所有各型機(jī)械負(fù)載動(dòng)力的來源。馬達(dá)應(yīng)用的場(chǎng)合，軟、硬式磁盤機(jī)，半導(dǎo)體制程設(shè)備，機(jī)密電腦數(shù)值工具機(jī)、電動(dòng)載具(電動(dòng)腳踏車、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)汽車)等，均必須借由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)負(fù)載達(dá)到自動(dòng)化、省力、省電等目的。根據(jù)輸入電源的形式，馬達(dá)大致分為直流與交流兩大類。交流馬達(dá)大致可分為三類：同步馬達(dá)、感應(yīng)馬達(dá)及磁阻馬達(dá)。同步馬達(dá)又可分為永磁式同步馬達(dá)與無刷直流(BLDC)馬達(dá)兩類。

300W BLDC 驅(qū)動(dòng)器控制卡及韌體撰寫，采用低價(jià)位高性能之微控制器(MCU, STM32G431)完成實(shí)體制作，其中控制策略及變頻器脈波寬調(diào)變法則，皆由微控制器之?dāng)?shù)位控制程式完成之。

STM32G431控制卡

其系統(tǒng)架構(gòu)圖如下

系統(tǒng)架構(gòu)圖

控制方塊與實(shí)體圖，BLDC 控制核心使用STM32G431 撰寫PMSM 控制算法，并采用三個(gè)Hall-effect sensor 訊號(hào)作為馬達(dá)位置回授，借此達(dá)成FOC 的控制，使馬達(dá)可精確將電流輸出在正確的相位，提供較小的驅(qū)動(dòng)電流。

測(cè)試報(bào)告如下

效率

加減速時(shí)間

最低轉(zhuǎn)速控制

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

MCU 系用意法半導(dǎo)體(ST)生產(chǎn)之STM32G431，此MCU 內(nèi)建有類比/數(shù)位轉(zhuǎn)換器，可作電流回授及類比式轉(zhuǎn)速命令的輸入。

也有霍爾效應(yīng)感測(cè)器(Hall-effect sensor)的計(jì)數(shù)器，可作馬達(dá)磁極角位置及軸轉(zhuǎn)速的偵測(cè)用。

并有脈波寬度調(diào)變(PWM)功能，作為變頻器的控制用，如此，將可減少硬體電路，降低成本，提高性能。

?方案規(guī)格

驅(qū)動(dòng)器效率 93%@300W(drive output)；

馬達(dá)效率 80%@250W(motor output)；

額定電流 1.2A rms；

加/減速時(shí)間 <1.5 sec (靜止加速至1000 RPM@no -load )；

最大驅(qū)動(dòng)電流 200%額定電流可持續(xù)5 sec；

轉(zhuǎn)速控制范圍 100 ~ 4000 RPM；

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)率 < ±1.5 %(額定轉(zhuǎn)速)；

軟體設(shè)定功能 輸出轉(zhuǎn)矩限制 (預(yù)設(shè)200%額定電流)；

驅(qū)動(dòng)器功能：

1. 轉(zhuǎn)速控制及矩限制

2. 正反轉(zhuǎn)控制

3. 簡(jiǎn)易加減速控制

4. 應(yīng)用：工具機(jī)平臺(tái)移動(dòng)控制