Power Matters™

SmartFusion2 Dual-axis Motor Control Starter Kit

Под заказ Заказать Узнать цену

Успехи в создании дешевых аккумуляторов большой емкости обладающих высокими эксплуатационными свойствами (практически не требуют обслуживания) привели к бурному росту числа приложений основанных на использовании электромоторов последнего поколения - бесколлекторных электродвигателей постоянного тока и шаговых электродвигателей.

Достоинством электродвигателей указанных типов является отсутствие коллектора - токосъемника, который существенно ограничивает срок службы коллекторных двигателей предыдущих поколений. Срок службы бесколлекторных электродвигателей ограничивается сроком службы установленных в нем подшипников, т.е. составляет десятки и даже сотни лет.

Примеры использования описываемых новых типов электродвигателей:

1) принтеры 3d- печати (шаговые двигатели PMSM);

2) многоосевые фрезерные станки (шаговые двигатели PMSM);

3) велосипеды, электроскутеры, Roller Board, электроавтомобили, складские погрузчики и т.п. (бесколлекторные двигатели постоянного тока BLDC);

4) авиамодели, беспилотные летательные аппараты (бесколлекторные двигатели постоянного тока BLDC);

5) электрические манипуляторы сборочных конвейеров, приводы камер видеонаблюдения (PMSM, BLDC).

Недостатком бесколлекторных двигателей является невозможность непосредственного подключения и работы от электрической сети постоянного или переменного тока. Для управления бесколлекторными двигателями требуется дополнительное устройство - "контроллер бесколлекторного двигателя" соответствующего подтипа (BLDC, PMSM и т.п.).  

Контроллер бесколлекторного двигателя состоит из управляющей логической схемы, силовых транзисторов для переключения токов в обмотках двигателя, датчика углового положения вала электродвигателя. Управление переключением фаз в обмотках электродвигателя осуществляется с помощью соответствующего специализированного программного обеспечения.

Наиболее ответственной и дорогостоящей "частью" контроллера электродвигателя является программное обеспечение, поскольку неправильное переключение фаз в обмотках может привести к выходу из строя контроллера или электродвигателя, что в свою очередь, в ответственных применениях может привести к нанесению вреда здоровью человека и его гибели.

Microsemi Corp специализируется на производстве электронных компонентов для ответственных применений и предлагает микросхемы обладающие высокой надежностью, а также ряд IP-ядер для управления всеми известными типами бесколлекторных электродвигателей.  

Назначение отладочного комплекта SmartFusion2 Dual-axis Motor Control 

Для оценки качества работы предлагаемых микросхем и IP-ядер Microsemi предлагает отладочный набор, который включает в себя плату с системой-на-кристалле SmartFusion2, имеющей высочайшие показатели надежности в своем классе, разъемы для подключения различных типов датчиков углового положения ротора двигателя, два бесколлекторных двигателя типа BLDC и PMSM, получивших к настоящему времени самое широкое распространение, плату для создания питающих напряжений СнК и электродвигателей.

С помощью указанного набора и с использованием IP-ядер Miсrosemi пользователь может в кратчайшие сроки разработать контроллер управления бесколлекторным двигателем оптимизированным под конкретную задачу пользователя, реализовать подключение разработанного контроллера к устройству управления практически по любому известному интерфейсу (Ethernet, USB, CAN, SPI, I2C, UART) оценить качество работы разработанного устройства в системе. 

Преимущества СнК SmartFusion2 в качестве основного элемента контроллеров бесколлекторных двигателей 

  • Реализация в одной  СнК ПЛИС (SoC FPGA) контроллера управления множеством двигателей (многоосевой контроллер управления);
  • Большой срок службы, высокая эффективность, надежность, защищенность и безопасность блока управления на основе СнК SmartFusion2;
  • Компактность системного решения;
  • Высокая скорость вращения двигателя (при тестировании достигнута скорость 100,000 об/мин);
  • Высокое быстродействие контроллера  (1 мкс от измерения углового положения до выдачи управляющего воздействия);
  • Гибкая модульная разработка проекта системы управления двигателем на основе готовых IP-ядер;
  • Обнаружение исключительных ситуаций «срыв вращающего момента», «перегрузка», защита от протекания в обмотках высоких токов -  высокая безопасность системного решения;
  • Интеграция в СнК SmartFusion2 кроме контроллера двигателя всех прочих функциональных узлов приложения.

     

    Характеристики платы

    Совместимые двигатели

    Двигатель-1 до 3 фаз, Двигатель -2 до 4 фаз

    Входное напряжение

    постоянного тока

    12В до 48В

    Максимальное значение

    переменного тока на фазу

    8A

    Частота переключения

    10 КГц  до 500 КГц (Возможно  работа с более низкими частотами

    при добавлении конденсации в цепи обратной связи )

    Интерфейс с датчиками Холла

    3 входа датчиков Холла с источником питания 5В от платы

    Интерфейс датчика угла поворота ротора

    Униполярный инкрементальный датчик угла поворота с выделенным

    сигналом начала отсчета

    Возможность подключения индуктивного датчика

    Интерфейс с контроллерами индуктивных датчиков

     LX3302 и LX3301A

     

    Информация для заказа:

    SF2-STARTER-KIT – комплект включает оценочную плату с микросхемой M2S010-FG484, программатор FlashPro 4 для программирования и отладки микросхем семейства SmartFusion2, 1 кабель для подключения к компьютеру, Ethernet кабель, адаптер питания.

    Более подробную техническую документацию можно найти по ссылке .