雅特力AT32 MCU矢量變頻器應用方案

隨著工業(yè)自動化的要求不斷提高和節(jié)能的倡導，變頻器的應用越來越廣泛，在電力、水泥、電梯、礦山、冶金、交通等現代領域得到了前所未有的推廣和應用。在過去的幾年內變頻器市場一直保持著較高增長率。近年來，變頻器市場正保持著12%-15%的增長率，預計5年之內，變頻器市場需求仍將繼續(xù)保持10%以上的增長率。

變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率的方式來控制交流電動機的電力控制設備。MCU作為變頻驅動控制的核心部件，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓。隨著高性能微處理器的應用以及控制技術的發(fā)展，變頻器進一步實現小型輕量化、高性能化和多功能化以及無公害化。

矢量變頻器VS通用變頻器

變頻器可以分為通用變頻器和矢量變頻器，矢量變頻器采用矢量控制方式，屬于高性能控制方式，基于異步電動機的按轉子磁鏈定向的動態(tài)數學模型，其控制原理類似直流電動機。矢量變頻器控制精度更高，低速輸出扭矩更大。

在面對要求高速響應的工作機械時，如工業(yè)機器人，驅動系統在速度響應上至少需要100rad/s，矢量變頻器速度響應值最高能達到1000rad/s，可保證機器人驅動系統快速、精確地工作。矢量變頻器一般還應用在重負載啟動的場合，例如大功率長皮帶、提升機等。普通變頻器在此類場景不適用，由于啟動時負載過重，輸出扭矩不足，會導致電機無法啟動，將報告電機堵塞或變頻器過流等故障。

雅特力AT32 MCU矢量變頻器應用方案

矢量變頻控制的扭矩大、扭矩輸出平穩(wěn)，噪音小、效率高。但是控制算法復雜、運算量較大，對MCU性能有一定要求。雅特力矢量變頻器應用方案采用AT32F421系列超值型ARM? Cortex?-M4微控制器，M4內核可媲美M0價格，主頻高達120MHz，最高可支持64KB閃存存儲器（Flash）及16KB隨機存取存儲器（SRAM），提供豐富接口與各種功能，可實現高性能、高精度的電機驅動控制。

AT32F421C8T7作為變頻驅動控制的核心部件，通過控制變頻器中的IGBT、電流傳感器達到節(jié)能、調速的目的，并實現變頻器的保護功能，如過流、過壓、過載保護等。AT32F421具有高速GPIO處理響應速度，以及快速ADC轉換速率，高達2MHz以上，極大的提高了變頻器的響應速度，可以對轉矩進行精確控制，具有系統響應快，調速范圍廣，加減速性能好等特點。在對轉矩控制要求高的場合，具備優(yōu)越的控制性能。

同時，變頻器工作的工業(yè)環(huán)境面臨著電磁波干擾、腐蝕氣體、震動和沖擊等考驗，這就需要MCU的穩(wěn)定性。AT32F421支持工業(yè)級別芯片工作溫度范圍-40～105°C，能夠適應惡劣的工作環(huán)境，如造紙機、印染機均要求在高濕、高溫并有腐蝕性氣體的環(huán)境中工作。提高了產品的可靠性和環(huán)境適應性，產品功能更優(yōu)化、應用更靈活、性能更穩(wěn)定。

AT32F421C8T7應用優(yōu)勢

● 極致性價比Cortex?-M4內核，主頻高達120MHz，具有快速高效的算法能力。

● 集成豐富外設接口增強連接性，數據采集靈活性高，滿足多樣化終端設備接入。

● 高速GPIO處理響應速度，以及快速ADC轉換速率，高達2MHz以上。

● 支持工業(yè)級別芯片工作溫度范圍-40~105°C，對復雜的工作環(huán)境適應性強，保障系統穩(wěn)定性。

審核編輯：湯梓紅