极海APM32F407低压伺服驱动器应用方案

作为现代工业运动控制的重要组成部分，低压伺服驱动器通过力矩、速度、位置三种方式对伺服电机进行精准控制，被广泛应用于低压供电场合、定位控制、移动供电场合等安装空间小、用电安全高的自动化应用场景中，如智能物流AGV驱动系统、风电变桨系统、人机协同的协作机器人、产线传送装置、通道闸门控制、抓取及搬运机械装置、雕刻机等。

MCU作为电机驱动系统设计的控制核心，是系统整体性能与设计的关键所在。

极海低压伺服驱动器应用方案介绍

极海APM32F407低压伺服驱动器应用方案，具有高效运算处理能力、高可靠性、高功率密度，在不同温度、湿度、振动等工业环境中可实现稳定运行，主控MCU丰富外设接口支持伺服电机系统一体化设计。

APM32F407 低压伺服驱动器方案特点：

• 速度控制模式：通过按键设定目标速度，电机转速稳定在目标速度；

• 位置模式模式：通过按键设定目标位置，电机能精准停留在设定位置；

• 编码器接口：可连接增量编码器，实现高精度控制；

• EtherCAT模块：可实现EtherCAT通信，配合PLC、PC、EC实现复杂的运动控制；

• 人机交互：读取FLASH的UI素材并显示到LCD屏，LCD能显示目标速度/位置、实际速度/位置、运行模式、运行状态，更直观地体现系统的运行情况。

APM32F407 MCU优势：

出色的运算能力

Arm®Cortex®-M4F内核，主频高达168MHz，支持单精度FPU和增强型DSP处理指令，在常温下可以进行适当超频以满足伺服控制系统uS级别电流环控制等高实时性应用。

丰富的片上资源

• 大容量存储，Flash 高达1MB，SRAM 192+4KB，可扩展内部SDRAM 2MB，支持外部存储器拓展，满足复杂系统设计需求

• 内置eMMC接口，Wait时序在100ns以内，满足与外围FPGA高效通信应用

• 内置CAN接口，实现CANopen总线协议，与PLC等主站通信

• 内置最高通信速率可达42Mbit/s的SPI接口，可快速访问EtherCAT 芯片，实现EtherCAT总线通信

丰富的应用外设，满足伺服控制系统种类繁多的外围器件的连接与应用场景，可对电机、驱动器和减速机进行一体化设计，实现更优于分立式的功率密度，充分优化系统。

高性能ADC

集成3个12位独立ADC，可对电机电流和母线电压进行精确监测，从而实现有效的闭环控制。

极海可提供低压伺服驱动器整个开发过程中的软硬件威廉希尔官方网站 支持与demo板。整机模块工作过程如下：主控采用APM32F407高性能MCU，通过高级定时器，可输出3组互补PWM来控制PMSM电机的转动；通过3个独立ADC对电机电流和母线电压进行采样；通用定时器的编码器模式获取增量编码器的脉冲信号；通过电流环、速度环、位置环控制，实现电机速度稳定控制、位置精准控制；通过SPI访问EtherCAT从站芯片，实现EtherCAT总线通信。

APM32F407 低压伺服驱动器应用方案规格：

✓两种控制模式

速度模式：可设定目标速度，电机按照设定速度旋转。

位置模式：可设定旋转角度，电机停留在设定位置。

✓接口资源

1：霍尔信号接口

2：编码器信号接口

3：UVW接口

4：LCD显示

5：EtherCAT接口

6：12~60V电源接口

7：按键（从上到下）：参数减，模式切换，启/停，参数加

✓控制方式

双闭环控制（速度模式）

三闭环控制（位置模式）

✓PWM频率

10KHz

✓电机转速

-3000~3000rpm（4对极）

✓位置设置范围

0~36000°