GD32E230/F303 serisi MCU'yu temel alan endüktif olmayan mikro motor şemasının tasarımı

Oral el aleti olarak da bilinen diş el aleti, dişçilik bölümüne adanmış tıbbi bir cihazdır. Kurulduğu günden bu yana, olağanüstü dönme hızıyla hastalar ve operatörler tarafından memnuniyetle karşılanmış, hızla elektrikli el aletinin yerini almış ve günümüz diş hekimliği çalışmalarının vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. eksik araçlar

Bu çözüm, ana kontrol olarak Zhaoyi'nin yenilikçi GD32E230/F303 serisi MCU'sunu kullanır. Hızlı, istikrarlı, düşük gürültü ve düşük maliyetli özelliklere sahiptir. Diş hekimliğinde delme, taşlama, temizleme ve güzellik bakımı vb. için yüksek hızlı diş frezlerini tutmak için kullanılabilir.

Motor şemasının elektriksel parametreleri

· Hız ≥300000rpm, maksimum tork aralığı 0.075-0.15N.cm

· İleri/geri/hız kontrolü/hız göstergesi

· Çok yollu vana kontrolü

· Gürültü<70dB

1. GD32E230 endüktif olmayan kare dalga kontrolü düşük maliyetli çözüm

Programın Özellikleri

Ana kontrol olarak Arm Cortex-M32 çekirdekli GD230E23 katma değerli MCU kullanılır. Endüktif olmayan kare dalga kontrolünde, komütasyon sinyali esas olarak geri EMF'nin sıfır geçiş noktası (arka EMF'nin sıfır geçiş noktasının sinyali ve motorun komütasyon sinyali) aracılığıyla elde edilir. 30° elektriksel derece faz dışıdır). Arka elektromotor kuvvetinin sıfır geçiş sinyalini elde etmek için, sıfır geçiş sinyalini elde etmek amacıyla tespit edilen terminal voltajının değerini motorun nötr nokta voltajıyla karşılaştırmak için donanım karşılaştırıcı yöntemi kullanılır. arka elektromotor kuvveti.

Bu çözüm, basit devre ve düşük maliyet özelliklerine sahiptir ve çoğunlukla diş temizleme ekipmanlarında, diş bakımında ve diğer durumlarda kullanılır.

Çözüm devre kartı

GD32E230 serisi MCU ana özellikleri

· Cortex-M23@72MHz, 55DMIPS işlem performansı

· Flaş: 64KB/32KB/16KB

· SRAM: 8KB/6KB/4KB

· Yüksek hızlı ve yüksek hassasiyetli ADC, 12Bits ADCx1@2.6Msps, 10 kanal

· Ayarlanabilir ölü zamanlı 1 tamamlayıcı PWM çıkışı üretebilen gelişmiş zamanlayıcı x6

· Evrensel Zamanlayıcı x5

· Donanım şifreleme korumalı Flash

· Çoklu seri iletişim yöntemleri: I2Cx2, SPIx2, UARTx2;

· Zengin paket türleri: TSSOP20/LGA20/QFN28/QFN32/LQFP32/LQFP48

· Besleme gerilimi: 1.8V~3.6V

· Tek döngülü donanım çarpanları, donanım bölücüler, donanım bölücüler, İç İçe Vektörlü Kesinti Denetleyicileri (NVIC'ler) gibi bağımsız kaynaklar

· Endüstriyel seviyede çalışma sıcaklığı aralığı: -40°C~105°C

· Endüstriyel ESD Özellikleri: 6000 Volt

2. GD32F303 endüktif olmayan FOC kontrolü yüksek performanslı çözüm

Programın Özellikleri

Endüktif olmayan FOC kontrolü, motorun kontrolünü gerçekleştirmek için esas olarak motorun matematiksel modelini ve bazı otomatik kontrol prensiplerinin bilgisini kullanır. Endüktif olmayan FOC kontrolünde, sistemin daha iyi dinamik ve statik karakteristiklerini, kontrol doğruluğunu, tepki hızını ve kararlılık performansını elde etmek amacıyla rotor konumunu dolaylı olarak elde etmek için genellikle karşılık gelen gözlemcinin kullanılması gerekir. Bu çözüm, Arm Cortex-M32 çekirdeğini temel alan GD303F4 ana akım MCU ile tasarlanmıştır. GD32F303, kayan nokta işlemi aracılığıyla PID orantısal parametre ayarını daha iyi kontrol edebilen ve hızlı dinamik tepkiye sahip olan kendi kayan nokta çalışma fonksiyonuna sahiptir.

Kontrol yöntemi, kayan film halkası gözlemci yöntemini benimser (özel formül ve prensip için lütfen fırçasız DC motor kontrolünün uygulama verilerine bakın). Otomatik kontrol prensibinde sinovyumun değişken yapısının kontrol prensibi ile gerçekleştirilir. Sinoviyal membranın değişken yapısı aslında değişken yapı kontrol sisteminin bir kontrol stratejisidir. Genellikle "kayma modu" veya "kayma modu" hareketi olarak anılır. Bu kayan modun sistemin parametreleri ve bozucu etkileri ile hiçbir ilgisi yoktur ve sistem iyi bir sağlamlığa sahip olacak şekilde tasarlanabilir.

Çözüm teknik özellikleri

Fırçasız ve endüktif olmayan DC motorun çalıştırılması çok kritik bir adımdır. Hızlı ve kararlı başlatma ve düşük gürültü özelliklerini elde etmek için bu şema, I/F başlatma yöntemini benimser. I/F başlatma yönteminin özü, genliği referans değerini takip eden ve frekansı armatür sargısında kademeli olarak artan bir dönen akım vektörü oluşturmaktır, böylece rotorun başlatılması için hızlandırılabilir. Özelliği, hız açık çevrimi ve mevcut kapalı çevrim durumunda çalışmasıdır. Stator sargı akımının koordinat dönüşümünden sonra, komut konum açısı tarafından belirlenen dönen koordinat sistemine yansıtılır ve aşırı akımı etkili bir şekilde önleyebilecek şekilde beklenen değerle sınırlandırılır. Kontrol blok şeması aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Bu çözümün dönüş hızı, yüksek ve düşük hızlarda 100~380,000 RPM olabilir ve tıbbi diş yüksek hızlı el aletleri, taşlama makineleri vb. gibi mikro yüksek hızlı motor uygulamaları için uygundur.

Çözüm devre kartı

GD32F303 serisi MCU ana özellikleri

· Cortex-M4@120MHz ana frekans, 150DMIPS işleme performansı

· Flaş: 256KB~3072KB

· SRAM: 48KB~96KB

· Besleme gerilimi: 2.6V~3.6V

· 3 12-bit ADC@2.6Msps, 21 kanal

· 1 adet 24 bit SysTick zamanlayıcı sistem tıklama zamanlayıcısı, 4 adede kadar genel amaçlı 16 bit zamanlayıcı, 2 temel zamanlayıcı ve 1 gelişmiş zamanlayıcı

· Çoklu seri iletişim yöntemleri: I2C x2, SPI x3, USART+UART x5

· Zengin paket türleri: LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP144

· Tek döngülü donanım çarpanları, donanım bölücüler, donanım bölücüler, İç İçe Vektörlü Kesinti Denetleyicileri (NVIC'ler) gibi bağımsız kaynaklar

· Kayan Nokta Birimi

· Endüstriyel seviyede çalışma sıcaklığı aralığı: -40°C~85°C