基于STM32微控制器的交流電機電磁調速系統

摘 要：介紹了一種新型的、由STM32微控制器和嵌入式操作系統RT-Thread及相應的軟件實現的交流電機電磁調速控制系統。著重介紹了該調速控制系統的工作原理、硬件中的電源系統、傳感器系統、主控制系統、通信系統及軟件中的PID算法程序和RT-Thread操作系統。

關鍵詞：STM32；交流電機；電磁調速；RT-Thread

引言

電磁調速電機是一種恒轉矩交流無級變速電動機，自面世以來，已有40年的歷史。由于它具備結構簡單、運行可靠、價格低廉、調速范圍寬、啟動轉矩大、速度調節平滑等優點，在生產實踐中得到了廣泛的應用。近年來，隨著電子技術的發展，用新的控制系統改變調速性能，為電磁調速技術帶來了新的生機。本文針對電磁調速方式，設計了一種以STM32微控制器為核心的交流電機調速系統。

1 STM32微控制器

STM32微控制器采用了ARM公司的Cortex-M3內核，該內核集高性能、低功耗、低成本于一體，同時可以滿足電機控制系統對微控制器須具備卓越的實時響應、邏輯處理功能和優異的控制性能的要求。基于Harvard架構，該32位RISC采用Thumb2指令集，提供16位和32位指令。對比純32位代碼，該指令集能夠大幅提高代碼密度，同時保留原有ARM7指令集的多數優點（附加優化的乘加運算和硬件除法指令）[1]。為保證低功耗應用的要求，STM32的內核電壓是1.8V，外設電壓是3.3V，可選擇睡眠模式、待機模式。STM32微控制器的外圍控制非常豐富：最大256 KB FLASH、最大20KB RAM、80個快速I/O口、16通道的12位A/D轉換器、7個定時器（包含一個RTC）、3個智能IC卡接口（與UART復用）、2個SPI接口、2個I2C接口、USB 2.0接口、支持通過UART實現IAP功能、IC卡讀寫器[2]。……