Reka bentuk skema motor mikro bukan induktif berdasarkan MCU siri GD32E230/F303

Alat tangan pergigian, juga dikenali sebagai alat tangan mulut, ialah peranti perubatan khusus untuk jabatan stomatologi. Sejak penubuhannya, ia telah dialu-alukan oleh pesakit dan pengendali dengan kelajuan putaran yang luar biasa, dengan cepat menggantikan alat tangan elektrik dan menjadi bahagian yang sangat diperlukan dalam kerja pergigian hari ini. alat yang hilang

Penyelesaian ini menggunakan MCU siri GD32E230/F303 yang inovatif Zhaoyi sebagai kawalan utama. Ia mempunyai ciri-ciri bunyi yang cepat, stabil, rendah dan kos rendah. Ia boleh digunakan dalam pergigian untuk memegang burs pergigian berkelajuan tinggi untuk penggerudian, pengisaran, pembersihan dan penjagaan kecantikan, dsb.

Parameter elektrik skim motor

· Kelajuan ≥300000rpm, julat tork maksimum 0.075-0.15N.cm

· Ke hadapan/terbalik/kawalan kelajuan/paparan kelajuan

· Kawalan injap pelbagai hala

· Bunyi <70dB

1. GD32E230 bukan induktif kawalan gelombang persegi penyelesaian kos rendah

Ciri Program

MCU nilai tambah GD32E230 dengan teras Arm Cortex-M23 digunakan sebagai kawalan utama. Dalam kawalan gelombang persegi bukan induktif, isyarat pertukaran diperoleh terutamanya melalui titik lintasan sifar EMF belakang (isyarat titik lintasan sifar EMF belakang dan pertukaran motor Isyarat berada di luar fasa sebanyak 30° darjah elektrik). Untuk mendapatkan isyarat lintasan sifar daya gerak elektrik belakang, kaedah pembanding perkakasan digunakan untuk membandingkan nilai voltan terminal yang dikesan dengan voltan titik neutral motor untuk mendapatkan isyarat lintasan sifar daya gerak elektrik belakang.

Penyelesaian ini mempunyai ciri-ciri litar mudah dan kos rendah, dan digunakan terutamanya dalam peralatan pembersihan gigi, penjagaan gigi dan majlis-majlis lain.

Papan litar penyelesaian

Spesifikasi utama MCU siri GD32E230

· Cortex-M23@72MHz, prestasi pemprosesan 55DMIPS

· Denyar: 64KB/32KB/16KB

· SRAM : 8KB/6KB/4KB

· ADC berkelajuan tinggi dan berketepatan tinggi, 12Bits ADCx1@2.6Msps, 10 saluran

· Pemasa lanjutan x1, yang boleh menjana 6 output PWM pelengkap dengan masa mati boleh laras

· Pemasa Universal x5

· Flash dengan perlindungan penyulitan perkakasan

· Pelbagai kaedah komunikasi bersiri: I2Cx2, SPIx2, UARTx2;

· Jenis pakej yang kaya: TSSOP20/LGA20/QFN28/QFN32/LQFP32/LQFP48

· Voltan bekalan: 1.8V~3.6V

· Sumber bebas seperti pengganda perkakasan kitaran tunggal, pembahagi perkakasan, pembahagi perkakasan, Nested Vectored Interrupt Controllers (NVICs)

· Julat suhu operasi gred industri: -40℃~105℃

· Ciri-ciri ESD Perindustrian: 6000 Volt

2. GD32F303 bukan induktif FOC mengawal penyelesaian berprestasi tinggi

Ciri Program

Kawalan FOC bukan induktif terutamanya menggunakan model matematik motor dan pengetahuan beberapa prinsip kawalan automatik untuk merealisasikan kawalan motor. Dalam kawalan FOC bukan induktif, biasanya perlu menggunakan pemerhati yang sepadan untuk mendapatkan kedudukan rotor secara tidak langsung, untuk mendapatkan ciri dinamik dan statik yang lebih baik, ketepatan kawalan, kelajuan tindak balas dan prestasi kestabilan sistem. Penyelesaian ini direka bentuk dengan MCU arus perdana GD32F303 berdasarkan teras Arm Cortex-M4. GD32F303 mempunyai fungsi operasi titik terapung sendiri, yang boleh mengawal tetapan parameter berkadar PID dengan lebih baik melalui operasi titik terapung, dan mempunyai tindak balas dinamik yang pantas.

Kaedah kawalan menggunakan kaedah pemerhati cincin filem gelongsor (untuk formula dan prinsip khusus, sila rujuk data aplikasi kawalan motor DC tanpa berus). Ia direalisasikan oleh prinsip kawalan struktur pembolehubah sinovium dalam prinsip kawalan automatik. Struktur pembolehubah membran sinovial sebenarnya merupakan strategi kawalan sistem kawalan struktur pembolehubah. Selalunya dirujuk sebagai gerakan "mod gelongsor" atau "mod gelongsor". Mod gelongsor ini tiada kaitan dengan parameter dan gangguan sistem, dan boleh direka bentuk, supaya sistem mempunyai kekukuhan yang baik.

Sorotan teknikal penyelesaian

Permulaan motor DC tanpa berus dan bukan induktif adalah langkah yang sangat kritikal. Untuk mencapai ciri-ciri permulaan yang cepat dan stabil serta hingar rendah, skim ini menggunakan kaedah permulaan I/F. Teras kaedah permulaan I/F adalah untuk menjana vektor arus berputar yang amplitudnya mengikut nilai rujukan dan frekuensi secara beransur-ansur meningkat dalam belitan angker, supaya pemutar boleh dipercepatkan untuk dimulakan. Cirinya ialah ia berfungsi dalam keadaan gelung terbuka kelajuan dan gelung tertutup semasa. Selepas transformasi koordinat arus belitan stator, ia diunjurkan pada sistem koordinat berputar yang ditentukan oleh sudut kedudukan arahan, dan dikekang oleh nilai yang dijangkakan, yang dapat mengelakkan arus lebihan dengan berkesan. Rajah blok kawalannya ditunjukkan dalam rajah berikut.

Kelajuan putaran penyelesaian ini boleh menjadi 100~380,000 RPM pada kelajuan tinggi dan rendah, dan sesuai untuk aplikasi motor berkelajuan tinggi mikro, seperti alat tangan berkelajuan tinggi pergigian perubatan, mesin pengisar, dll.

Papan litar penyelesaian

Spesifikasi utama MCU siri GD32F303

· Cortex-M4@120MHz frekuensi utama, prestasi pemprosesan 150DMIPS

· Denyar: 256KB~3072KB

· SRAM : 48KB~96KB

· Voltan bekalan: 2.6V~3.6V

· 3 12-bit ADC@2.6Msps, 21ch

· 1 pemasa tick sistem pemasa SysTick 24-bit, sehingga 4 pemasa 16-bit tujuan umum, 2 pemasa asas dan 1 pemasa yang dipertingkatkan

· Pelbagai kaedah komunikasi bersiri: I2C x2, SPI x3, USART+UART x5

· Jenis pakej yang kaya: LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP144

· Sumber bebas seperti pengganda perkakasan kitaran tunggal, pembahagi perkakasan, pembahagi perkakasan, Nested Vectored Interrupt Controllers (NVICs)

· Unit Titik Terapung

· Julat suhu operasi gred industri: -40℃~85℃