0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

芯海科技CS32F103的新能源叉车控制器应用方案

uzgd_chipsea 来源: 芯海科技 作者: 芯海科技 2022-12-07 11:11 次阅读

世界叉车的起源,最早可以追溯到1917年。

历经一百多年的发展,以叉车为主的机械化装卸、堆垛和短距运输,让人们告别了繁重的原始人力搬运,广泛应用到全球的工厂、仓库、港口、场站等工业、物流等国民经济部门。

近年来,全球叉车市场规模呈上升态势。2021年全球叉车销量创纪录达234万辆,同比大增47.89%,其中中国叉车销量高达110万台,同比增长37.4%,成为世界第一叉车生产大国和消费市场。

与此同时,随着新能源行业的持续火爆,以蓄电池为动力源的新能源叉车成为行业的未来发展方向。2021年,中国新能源叉车销量为65.78万台,同比增长60.33%,未来仍保持着高速增长。

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、控制方便等优点,还有体积小、灵活、易操作等特点,在车间、仓库、自动仓储系统、大型超市等对环境条件要求较高的场合更具优势。

新能源叉车的电机应用

叉车需要保持高安全、高强度、低能耗的工作性能,因此新能源叉车为了实现高灵敏度的精准感知操控、适应各种高低温应用场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。

目前,市场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超过其它类型的电机,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,永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度,是新能源叉车性能最佳的驱动电机。

f9067044-754b-11ed-8abf-dac502259ad0.png

新能源叉车的各种驱动电机性能比较表

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。由于控制方式较为复杂,需要了解电机进行整流转向的转子位置和机制。为了获得转子位置,常采用位置传感器,例如霍尔、编码器和旋变等。

f9ad576a-754b-11ed-8abf-dac502259ad0.png

弦波矢量(FOC)控制原理框图

由于叉车电流管理,需要调整到在变化的负载下控制速度,因此必须采用反馈控制机制,这也是叉车电机驱动控制器的关键威廉希尔官方网站 所在。为了获得具有良好动态扭矩响应的良好速度控制,在正弦驱动中采用称为矢量控制(也称为磁场定向控制或FOC)的威廉希尔官方网站 。

CS32F103的应用优势

对此,为了方便电机客户工程师快速、高效地设计出满足需求的新能源叉车永磁同步电机产品芯海科技推出基于高性能MCU CS32F103系列芯片的新能源叉车永磁同步电机控制解决方案。

f9e01376-754b-11ed-8abf-dac502259ad0.png

永磁同步电机控制系统硬件框图

CS32F103内置高精度ADC采集永磁同步电机的相电流,然后通过运行clarke变换得到两轴正交电流量Iα和Iβ,运行park变换后得到正交电流量 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场。通常将Id设置为0。

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

对Vq、Vd和θ进行park逆变换,得到二轴变量Vα和Vβ,再进行clarke逆变换得到目标三相电压生成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控制器参数以匹配不同的电机和负载类型,参数设置不当,则会导致电机控制效率偏低,响应不达标。

f9fcb8d2-754b-11ed-8abf-dac502259ad0.png

芯海科技新能源叉车电机控制器DEMO

CS32F103采用高性能32位RISC架构,最高工作频率为72MHz,嵌入128K Byte flash和20K Byte SRAM,提供标准的通信接口I2C、SPI、USART),2路12Bit ADC、3个通用16位定时器、1个PWM高级定时器、1个USB接口和1个CAN接口。提供包括涵盖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、消费电子汽车电子等应用领域。

fa2d4498-754b-11ed-8abf-dac502259ad0.png

芯海科技CS32F103产品框图

CS32F103的供电电压为2.0V至3.6V,工作温度范围涵盖-40℃至+105℃,结温达125℃,满足苛刻的极端应用环境下,在规定范围内电压、电流、温度及器件保护等方面,实现开机和工作状态的全系统检测,确保叉车正常运行。

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、短启动时间和多种唤醒事件之间达到最佳的平衡,保证新能源叉车的低功耗应用。

CS32F103的开发生态

CS32F103系列凭借高度集成特性,支持终端应用根据具体需求开发电机控制的定制算法,可以使电机驱动器更好地管理电机故障检测等关键功能,同时实施保护机制,从而提高系统可靠性。

fa4f534e-754b-11ed-8abf-dac502259ad0.png

EVB-32F103系列开发板

在开发生态上,CS32F103支持KEIL等集成开发环境,提供EVB-32F103系列开发板和在线调试工具,提供芯海科技最新的CSWrite V3.x等最新烧录工具软件,具有烧录速度快、良率高、操作简单的特点,还支持数据统计、在线更新等增强功能,帮助客户实现电机控制器的最终硬件配置。

此外,CS32F103还支持第三方量产烧录工具,用户无需重复购买。芯海科技提供全面的产品SDK开发包,提供固件版本管理系统,方便用户工程师可以安全分发固件,避免版本错误,实现快速移植开发。

faadc7b2-754b-11ed-8abf-dac502259ad0.png

CS32F103系列的型号列表

芯海科技(深圳)股份有限公司(股票代码:688595)成立于2003年9月,是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号集成电路设计企业,专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及AIoT一站式解决方案的研发设计。产品和方案广泛应用于工业测量与工业控制通信与计算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、智慧家居、智能仪表、智慧健康等领域。 芯海科技作为同时拥有interwetten与威廉的赔率体系 信号链和MCU双平台驱动的集成电路设计企业,也是少数拥有物联网整体解决方案的集成电路设计企业之一,与客户A、荣耀、vivo、OPPO、小米、华米、紫米、麦克韦尔、飞科、汇川、汉威、四方光电、南方电网、德朔、美的、香山衡器、乐心医疗、锂电某龙头公司等知名企业持续保持紧密合作,成为鸿蒙智联(HarmonyOS Connect)生态合作伙伴。

芯海科技总部位于深圳,在合肥、西安、成都、上海设立子公司,是国家级高新威廉希尔官方网站 企业,被广东省科技厅认定为“广东省物联网芯片开发与应用工程威廉希尔官方网站 研究中心”,获得国家级专精特新“小巨人”称号。公司获批设立了市级博士后创新实践基地,建有可靠性检测中心、健康测量实验室、感知实验室、MCU实验室。截止到2022年上半年,芯海科技累计拥有全球专利申请近800件,累计拥有已授权专利近350件(含美国专利),拥有专利数量在科创板芯片设计上市公司中名列前茅。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电机控制
    +关注

    关注

    3534

    文章

    1876

    浏览量

    268751
  • 永磁同步电机

    关注

    28

    文章

    873

    浏览量

    49532
  • 异步电机
    +关注

    关注

    6

    文章

    427

    浏览量

    32847
  • 芯海科技
    +关注

    关注

    15

    文章

    366

    浏览量

    31209
  • FOC
    FOC
    +关注

    关注

    20

    文章

    322

    浏览量

    42799

原文标题:芯海科技CS32F103的新能源叉车控制器应用

文章出处:【微信号:chipsea,微信公众号:芯海科技】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    科技通用 MCU 应用笔记: CS32F103 FOC 电机评估板使用指南

    本文档描述了基于 CS32F103 系列芯片的矢量控制电机开发板 V1.00 的设计理念、结构和使用说明,以帮助用户快速使用此开发板,评估 CS
    发表于 05-16 11:35

    海通用 MCU 应用笔记 :CS32F103 系列 MCU IAP 升级指南

    本应用笔记旨在帮助指导用户针对 CORTEX-M3 MCU CS32F103 系列单片机 IAP 应用的快速开发。本应用笔记实现了 CAN 和 USART 两种接口方式来开发 IAP 应用,协议
    发表于 05-16 11:40

    解决方案丨EasyGo新能源系统实时仿真应用

    。其基本原理是用运行着数学模型的实时仿真来模拟实际新能源系统的特性行为和各种工况,同时将控制算法模型通过快速控制器进行验证,两者通过实际的I/O接口连接,来进行闭环的测试验证。2、系
    发表于 10-18 09:37

    五种新能源汽车驱动测试方案

    两种同型号的驱动,需考虑同步启动及锁相环,且被试驱动需工作在V/F的模式下,否则驱动的输出频率在变化,无法锁定其相位。方案五:新能源汽车
    发表于 07-11 11:08

    新能源汽车整车控制器介绍

    新能源汽车整车控制器(VCU\HCU)
    发表于 01-04 07:52

    设计新能源整车控制器

    新能源汽车整车控制器,在新能源整车中具有重要的作用,是电气和网络通讯的中枢。由于新能源汽车不同车型,不同配置和工设计会有同的设计要求,因此,设计新能
    发表于 09-07 06:14

    新能源汽车回收业务|新能源汽车电池包回收|新能源汽车电池模组回收|库存新能源汽车回收|新能源汽车高价回收

    新能源汽车回收业务:1:新能源报废车回收:各种型号的报废车回收。回收各种新能源汽车,电动汽车回收2:新能源库存车回收:各种车型的库存回收。3:新能源
    发表于 09-14 11:13

    科技CS32F103新能源叉车控制器应用

    部门。 近年来,全球叉车市场规模呈上升态势。2021年全球叉车销量创纪录达234万辆,同比大增47.89%,其中中国叉车销量高达110万台,同比增长37.4%,成为世界第一叉车生产大国
    发表于 12-13 13:59 712次阅读
    <b class='flag-5'>芯</b><b class='flag-5'>海</b>科技<b class='flag-5'>CS32F103</b>的<b class='flag-5'>新能源</b><b class='flag-5'>叉车</b><b class='flag-5'>控制器</b>应用

    思辰|32位MCU TM32F103K7可替代STM32F103C8T6用于太阳能控制器中,无需外置AD

    太阳能的使用越来越普及,太阳能控制器使用了单片机和专业软件,实现了智能控制,利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。以下为TM32F103K7应用于太阳能
    的头像 发表于 11-22 14:49 701次阅读
    国<b class='flag-5'>芯</b>思辰|<b class='flag-5'>海</b>速<b class='flag-5'>芯</b>32位MCU TM32<b class='flag-5'>F103</b>K7可替代STM32<b class='flag-5'>F103</b>C8T6用于太阳能<b class='flag-5'>控制器</b>中,无需外置AD

    科技CS32F103新能源叉车控制器应用

    世界叉车的起源,最早可以追溯到1917年。历经一百多年的发展,以叉车为主的机械化装卸、堆垛和短距运输,让人们告别了繁重的原始人力搬运,广泛应用到全球的工厂、仓库、港口、场站等工业、物流等国民经济
    的头像 发表于 12-09 10:39 719次阅读
    <b class='flag-5'>芯</b><b class='flag-5'>海</b>科技<b class='flag-5'>CS32F103</b>的<b class='flag-5'>新能源</b><b class='flag-5'>叉车</b><b class='flag-5'>控制器</b>应用

    基于科技CS32F036Q的车身域控制器应用案例

    科技(股票代码:688595)CS32F036Q是一款面向车身控制应用、符合AEC-Q100认证的车规MCU。CS32F036Q内置32
    的头像 发表于 03-05 09:39 765次阅读
    基于<b class='flag-5'>芯</b><b class='flag-5'>海</b>科技<b class='flag-5'>CS32F</b>036Q的车身域<b class='flag-5'>控制器</b>应用案例

    科技车规MCU CS32F116Q在汽车智能尾灯上的应用

    科技CS32F116Q是一款基于ARM® Cortex®-M3内核的通用车规MCU,满足AEC-Q100认证的要求,具体型号有CS32F116CBT8Q,
    的头像 发表于 09-16 18:21 1888次阅读
    <b class='flag-5'>芯</b><b class='flag-5'>海</b>科技车规MCU <b class='flag-5'>CS32F</b>116Q在汽车智能尾灯上的应用

    基于极半导体APM32F407系列MCU的伺服控制器应用方案

    基于极半导体APM32F407系列MCU的伺服控制器应用方案
    的头像 发表于 09-19 16:48 1178次阅读
    基于极<b class='flag-5'>海</b>半导体APM32<b class='flag-5'>F</b>407系列MCU的伺服<b class='flag-5'>控制器</b>应用<b class='flag-5'>方案</b>

    科技推出CS8M320系列经济型信号链微控制器

      近日,科技公司向广大客户发布了一款全新的经济型信号链微控制器——CS8M320(以下简称为M320)系列产品。
    的头像 发表于 12-27 13:54 895次阅读

    新能源叉车电机控制解决方案科技CS32F103高性能MCU的应用与优势

    CS32F103系列芯片以其卓越的性能和丰富的资源,为新能源叉车永磁同步电机的控制提供了高效可靠的解决方案,助力
    的头像 发表于 11-14 14:56 398次阅读
    <b class='flag-5'>新能源</b><b class='flag-5'>叉车</b>电机<b class='flag-5'>控制</b>解决<b class='flag-5'>方案</b>:<b class='flag-5'>芯</b><b class='flag-5'>海</b>科技<b class='flag-5'>CS32F103</b>高性能MCU的应用与优势