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企业新闻
芯?萍糃S32F103的新能源叉车控制器应用
2022-12-06

天下叉车的起源,最早可以追溯到1917年。

历经一百多年的生长,以叉车为主的机械化妆卸、堆垛和短距运输,让人们离别了繁重的原shi人力搬运,普遍应用到全球的工厂、客栈、口岸、chang站等工业、物流等国民经济部门。

近年来,全球叉车市chang规模呈上升态势。2021年全球叉车销量创纪录达234万辆,同比大zeng47.89%,其中中国叉车销量高达110万台,同比zeng长37.4%,成为天下第一叉车生产大国和消耗市chang。

与此同时,随着新能源行业的一连火爆,以蓄电池为动力源的新能源叉车成为行业的未来生长偏向。2021年,中国新能源叉车销量为65.78万台,同比zeng长60.33%,未来葃uan3肿鸥咚賨eng长。

与传统内燃叉车相比,新能源叉车进一步优化了叉车性能,具有能量转换效率高、噪声小、无废气排放、控制利便等优点,尚有体积小、无邪、易操作等特点,在车间、客栈、自动仓储系统、大型超市等对情形条件要求较高的chang合更具优势。

新能源叉车的电机应用

叉车需要保持高清静、高强度、低能耗的事情性能,因此新能源叉车为了实现高迅速度的精准感知操控、顺应种种崎岖温应用chang景及具备低功耗运行模式,对叉车驱动电机及控制系统上提出了很高的要求。

现在,市chang上新能源叉车的驱动电机及控制系统种类颇多,主要可分为直流电机、异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。

其中,永磁同步电机的综合性能凌驾其它类型的电机,最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度,相较其他种类的电机,在相同质量与体积下,永磁同步电性能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速率,是新能源叉车性能最佳的驱动电机。

新能源叉车的种种驱动电机性能较量表

永磁同步电机具备效率高、扭矩大、寿命长等特点,属于自换流式电机,使用弦波矢量(FOC)控制方式,具备高效率、高性能、高可靠性的特点。由于控制方式较为重大,需要相识电机举行整流转向的转子位置和机制。为了获得转子位置,常接纳位置传感器,例如霍尔、编码器和旋变等。

弦波矢量(FOC)控制原理框图

由于叉车电流治理,需要调整到在转变的负载下控制速率,因此必须接纳反馈控制机制,这也是叉车电机驱动控制器的关jian手艺所在。为了获得具有优异动态扭矩响应的优异速率控制,在正弦驱动中接纳称为矢量控制(也称为磁chang定向控制或FOC)的手艺。


CS32F103的应用优势

对此,为了利便电机客户工程师快速、高效地设计出知足需求的新能源叉车永磁同步电机产物,芯?萍纪瞥龌诟咝阅躆CU CS32F103系列芯片的新能源叉车永磁同步电机控制解决方案。

永磁同步电机控制系统硬件框图

CS32F103内置高精度ADC收罗永磁同步电机的相电流,然后通过运行clarke变换获得两轴正交电流量Iα和Iβ,运行park变换后获得正交电流量 Id、Iq。将三相坐标变换为两相坐标,此时控制Id和Iq即可控制电机扭矩和磁chang。通常将Id设置为0。

将Iq与Id举行PI运算,获得输出量Vq和Vd,通过位置传感器(例如霍尔,编码器,旋变)获得电机的角度θ和转速n。

对Vq、Vd和θ举行park逆变换,获得二轴变量Vα和Vβ,再举行clarke逆变换获得目的三相电压天生SVPWM来控制MOS电桥,来驱动永磁同步电机。

矢量控制方案实现之后还需要调整PI控制器参数以匹配差异的电机和负载类型,参数设置不妥,则会导致电机控制效率偏低,响应不达标。

芯?萍夹履茉床娉档缁刂破鱀EMO

CS32F103接纳高性能32位RISC架构,最高事情频率为72MHz,嵌入128K Byte flash和20K Byte SRAM,提供尺度的通讯接口(I2C、SPI、USART),2路12Bit ADC、3个通用16位准时器、1个PWM高级准时器、1个USB接口和1个CAN接口。提供包罗涵盖48引脚到100引脚的多种封装,适用于电机控制、工业自动化、仪器仪表、医疗、消耗电子、汽车电子等应用领域。

芯?萍糃S32F103产物框图

CS32F103的供电电压为2.0V至3.6V,事情温度规模涵盖-40℃至+105℃,结温达125℃,知足苛刻的极端应用情形下,在划定规模内电压、电流、温度及器件掩护等方面,实现开机和事情状态的全系统检测,确保叉趁魅正常运行。

此外,CS32F103还具备支持睡眠模式、停机模式、待机模式等三种低功耗的节能模式,可以在低功耗要求、短启动时间和多种叫醒事务之间到达最佳的平衡,保证新能源叉车的低功耗应用。


CS32F103的开发生态

CS32F103系列凭jie高度集成特征,支持终端应用凭证详细需求开发电机控制的定制算法,可以使电机驱动器更好地治理电机故障检测等关jian功效,同时实验掩护机制,从而提高系统可靠性。

EVB-32F103系列开发板

在开发生态上,CS32F103支持KEIL等集成开发情形,提供EVB-32F103系列开发板和在线调试工具,提供尊龙官方网站科技最新的CSWrite V3.x等最新烧录工具软件,具有烧录速率快、良率高、操作简朴的特点,还支持数据统计、在线更新等zeng强功效,资助客户实现电机控制器的最终硬件设置。

此外,CS32F103还支持第三方量产烧录工具,用户无需重复购置。芯?萍继峁┲苋牟颯DK开发包,提供固件版本治理系统,利便用户工程师可以清静分发固件,阻止版本错误,实现快速移植开发。

CS32F103系列的型号列表


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