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雅特力AT32 MCU矢量變頻器應(yīng)用方案,賦能工業(yè)自動化高速發(fā)展

來源:時間:2022-08-15 09:35:34 閱讀:-

      隨著工業(yè)自動化的要求不斷提高和節(jié)能的倡導(dǎo),變頻器的應(yīng)用越來越廣泛,在電力、水泥、電梯、礦山、冶金、交通等現(xiàn)代領(lǐng)域得到了前所未有的推廣和應(yīng)用。在過去的幾年內(nèi)變頻器市場一直保持著較高增長率。近年來,變頻器市場正保持著12%-15%的增長率,預(yù)計5年之內(nèi),變頻器市場需求仍將繼續(xù)保持10%以上的增長率。

      變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機工作電源頻率的方式來控制交流電動機的電力控制設(shè)備。MCU作為變頻驅(qū)動控制的核心部件,根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓。隨著高性能微處理器的應(yīng)用以及控制技術(shù)的發(fā)展,變頻器進一步實現(xiàn)小型輕量化、高性能化和多功能化以及無公害化。


      矢量變頻器VS通用變頻器

      變頻器可以分為通用變頻器和矢量變頻器,矢量變頻器采用矢量控制方式,屬于高性能控制方式,基于異步電動機的按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,其控制原理類似直流電動機。矢量變頻器控制精度更高,低速輸出扭矩更大。

      在面對要求高速響應(yīng)的工作機械時,如工業(yè)機器人,驅(qū)動系統(tǒng)在速度響應(yīng)上至少需要100rad/s,矢量變頻器速度響應(yīng)值最高能達到1000rad/s,可保證機器人驅(qū)動系統(tǒng)快速、精確地工作。矢量變頻器一般還應(yīng)用在重負載啟動的場合,例如大功率長皮帶、提升機等。普通變頻器在此類場景不適用,由于啟動時負載過重,輸出扭矩不足,會導(dǎo)致電機無法啟動,將報告電機堵塞或變頻器過流等故障。


      雅特力AT32 MCU矢量變頻器應(yīng)用方案

      矢量變頻控制的扭矩大、扭矩輸出平穩(wěn),噪音小、效率高。但是控制算法復(fù)雜、運算量較大,對MCU性能有一定要求。雅特力矢量變頻器應(yīng)用方案采用AT32F421系列超值型ARM® Cortex®-M4微控制器,M4內(nèi)核可媲美M0價格,主頻高達120MHz,最高可支持64KB閃存存儲器(Flash及16KB隨機存取存儲器SRAM,提供豐富接口與各種功能,可實現(xiàn)高性能、高精度的電機驅(qū)動控制。

      AT32F421C8T7作為變頻驅(qū)動控制的核心部件,通過控制變頻器中的IGBT、電流傳感器達到節(jié)能、調(diào)速的目的,并實現(xiàn)變頻器的保護功能,如過流、過壓、過載保護等。AT32F421具有高速GPIO處理響應(yīng)速度,以及快速ADC轉(zhuǎn)換速率,高達2MHz以上,極大的提高了變頻器的響應(yīng)速度,可以對轉(zhuǎn)矩進行精確控制,具有系統(tǒng)響應(yīng)快,調(diào)速范圍廣,加減速性能好等特點。在對轉(zhuǎn)矩控制要求高的場合,具備優(yōu)越的控制性能。

      同時,變頻器工作的工業(yè)環(huán)境面臨著電磁波干擾、腐蝕氣體、震動和沖擊等考驗,這就需要MCU的穩(wěn)定性。AT32F421支持工業(yè)級別芯片工作溫度范圍-40~105°C,能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境,如造紙機、印染機均要求在高濕、高溫并有腐蝕性氣體的環(huán)境中工作。提高了產(chǎn)品的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性,產(chǎn)品功能更優(yōu)化、應(yīng)用更靈活、性能更穩(wěn)定。


      AT32F421C8T7應(yīng)用優(yōu)勢

      ● 極致性價比Cortex®-M4內(nèi)核,主頻高達120MHz,具有快速高效的算法能力。

      ● 集成豐富外設(shè)接口增強連接性,數(shù)據(jù)采集靈活性高,滿足多樣化終端設(shè)備接入。

      ● 高速GPIO處理響應(yīng)速度,以及快速ADC轉(zhuǎn)換速率,高達2MHz以上。

      ● 支持工業(yè)級別芯片工作溫度范圍-40~105°C,對復(fù)雜的工作環(huán)境適應(yīng)性強,保障系統(tǒng)穩(wěn)定性。

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