极海半导体：极海G32R501总线型高压伺服控制器参考方案-Ameya360 electronic components purchasing network

极海半导体：极海G32R501总线型高压伺服控制器参考方案

Release time：2025-03-04

author：AMEYA360

source：极海半导体

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　　高压伺服控制器是一种高精度电子装置，用来控制高压伺服电机的位置、速度和力矩，可确保工业机器人、数控机床、喷绘写真、激光切割以及自动化生产线等设备实现高精度运动定位控制。其通过提供高效性能、快速响应、优化能量转换效率，保障伺服系统稳定可靠运行，有助于推动智能制造和工业4.0的转型与升级。

　　随着工业自动化的持续发展以及技术创新和行业应用的不断拓展，高压伺服控制器的市场前景广阔。未来几年，高压伺服控制器将继续沿着高效化、智能化、数字化方向演进，成为推动工业自动化智能转型的重要力量，展现出强劲的增长潜力和市场活力。

　　极海400W EtherCAT总线型高压伺服控制器参考方案，主控芯片采用全新发布的G32R501高性能实时控制MCU，具备灵敏感知、高效运算、精准控制等特性;整体方案采用双核并行处理架构设计和开放式伺服全功能设计，同时支持上位机ModBus协议和EtherCAT总线协议，提供配套的上位机参数调试工具，可灵活配置400余项伺服参数，有效满足各类定制化工业应用场景需求。

极海半导体：极海G32R501总线型高压伺服控制器参考方案

　　400W EtherCAT总线型高压伺服控制器参考方案介绍

　　■ 输入电源范围：单相AC 200V~240V, -10%~+10%, 50/60Hz;

　　■ 额定输出电流：3.0Arms，最大电流输出：9.0Arms;

　　■ 速度范围：±7000rpm，支持弱磁算法;

　　■ 转速精度：额定转速下可达1‰左右;

　　■ 支持三环闭环控制和电机参数静态辨识，电机参数通过总线获取，PID参数与电机参数相关联，可适配不同电机;

　　■ 支持多种编码器协议，支持协议握手，可兼容不同波特率编码器;

　　■ 支持EC总线功能，可通过主站进行位置控制;

　　■ 多种控制模式：外部脉冲位置控制、JOG控制、全闭环位置控制、速度控制、力矩控制;

　　■ 丰富报警代码：过压/欠压/过流/过载/过热/过速、主电源输入缺相、再生制动状态异常、位置偏差/制动率过大、编码器反馈错误、行程超限、EEPROM 错误等。

极海半导体：极海G32R501总线型高压伺服控制器参考方案

　　G32R501实时控制MCU特点

　　■ 单芯片方案，基于Cortex-M52双核架构，主频250MHz，通过CPU0处理位置环、速度环、I/O状态、以及协议处理;通过CPU1处理位置通信、电流环以及PWM输出;

　　■ 通过3路PWM模块产生3组互补PWM信号输出，实现高精度电机矢量控制;

　　■ 4个Σ-Δ滤波器模块(SDF)，通过2路SDF采样两路相电流信号数字量，提升电流信号的精确度、响应效率以及信噪比;

　　■ 2个UART，1路实现总线编码器通讯，并预留兼容脉冲型编码器的设计;1路支持与上位机的数据交互;

　　■ 2个SPI，1路与EtherCAT从站芯片高效通信，实现EtherCAT总线控制;1路实现按键面板显示;

　　■ 1个I2C，实现外部EEPROM通讯，存储伺服关键参数;

　　■ 丰富输入输出端口，满足多种控制信号输入或状态输出，提升方案的多场景适用性。

极海半导体：极海G32R501总线型高压伺服控制器参考方案

　　极海G32R501 400W EtherCAT总线型高压伺服控制器量产级参考方案，涵盖完整的软硬件设计，可提供全功能软件固件和极海自研的伺服控制上位机PC调试工具，支持参数设置、JOG调试、故障排查、波形分析等功能;方案配有详细使用指南，方便工程师快速进行上手使用、性能评估以及二次开发。

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行业新闻

极海半导体：极海G32R501 2.2kW高性能矢量变频器参考方案

　　工业互联网、人工智能、物联网等创新技术的快速发展，推动变频器行业加速向智能化、数字化方向迈进。变频器不仅具备调速和节能功能，还能融合远程监控、故障预测和自适应控制等技术，显著提升设备的运行效率和稳定性，同时降低能耗和排放。这些特性使其更符合国际节能减排目标要求。　　极海2.2kW高性能矢量变频器参考方案介绍　　极海G32R501 2.2kW高性能通用矢量变频器参考方案，主要用于控制和调节三相交流同步电机的速度和转矩。采用高性能的矢量控制技术，低速高转矩输出，具有良好的动态特性、超强的过载能力、增加了用户可编程功能及后台监控软件，通讯总线功能，支持多种PG卡等，组合功能丰富强大，性能稳定。　　可用于纺织、造纸、拉丝、机床、包装、食品、风机、水泵及各种自动化生产设备的驱动。　　软硬件介绍　　G32R501 2kW变频器参考方案，由功率板、控制板、按键显示板组成。　　本方案搭载无感观测器，实现高性能无感FOC控制，可实现调速范围：1:200;转速精度：±0.5%;转矩精度：5Hz以上±0.5%　　方案优势　　■ 基于G32R501实时控制MCU的单芯片方案　　■ 支持零速度切换，瞬停不停，提高设备运行的稳定性、安全性和连续性　　■ 支持电机参数静态辨识(电阻/电感/磁链)　　■ 同步电机驱动超强过载能力(可调可设)，提供更高灵活性和可靠性　　■ 载波频率：0.8kHz~16kHz，可根据负载特性自动运行，在控制精度、噪声、效率和适应性等方面具有显著优势　　■ PI自整定：模型参考自适应，自动优化控制参数，提高控制精度、动态响应和系统稳定性　　采用G32R501芯片在240MHz主频下，单核FLASH中运行时(路径：ITCM → FACC → Flash)，控制环路周期：62.5μs，优化等级为O2状态下，环路执行时间：<19.8μs(同类产品执行时间为24μs)。　　正反转零速切换　　支持正反转运行，实现零速度自由切换。通过优化控制策略在正反转切换时设置合理的过渡区和切换逻辑，实现电机在零速时的平滑切换，并采用状态机的滞环切换方案，确保电机在正反转切换时不会出现机械特性反转。　　IPD初始位置检测　　采用脉冲注入法：假定转子处于某一位置建立 dq 坐标系，将 0-360 电区间划分成 N 份，在每个区间打出等幅值脉冲并采集AB相电流。由于转子磁效应会影响电流变化率，和 S 极方向相同方向的电流变化率越大，和 N 极相同方向电流的变化率越小，找出电流变化率最大的脉冲对应的电角度，再叠加上代码假定的初始角度，即为转子的初始位置，在此基础上还可利用增量式光电编码器数值做抖动补偿。　　参数辨识　　支持电机参数静态辨识(电阻/电感/反电动势(磁链)),PI参数自整定，无需人工调试，一键运行。　　■ 电阻识别技术：采用直流注入法，给电机绕组施加直流电压，测量绕组中的直流电流，根据欧姆定律计算电阻，并对电流和电压进行低通滤波。　　■ 电感识别技术：采用脉冲电压法，在准确的两相旋转坐标系的 d、q 轴上注入正反向的高频脉冲电压，依据电压方程计算出 d、q 轴电感。　　■ 反电动势识别技术：采用状态观测器，通过对电机转子位置、速度和电流等状态的估计，实现对反电动势的观测和估计。　　■ PI参数自整定：通过建立闭环电机模型，引入临界增益和临界周期来确定最佳的Kp和Ki值。　　通过以上技术，可实现无传感器高精度控制。　　G32R501芯片特性　　■ 内核与存储：基于Cortex-M52双核架构，主频250MHz，配备紧耦合内存(ITCM、DTCM)、I/D-Cache，Flash预取，实时性能高;　　■ 扩展指令：极海自研紫电数学指令扩展单元，支持CRC运算、Viterbi、三角函数、除法、开方等数学运算;　　■ 增强型控制外设：　　· 16个PWM通道，多通道同步性能高，助力低速精准电机控制;　　· 灵活的IP联动功能，PWM模块具有额外两个比较子模块(CMPC、CMPD)专门用于产生同步事件，可在计数器任意时刻产生事件，同步事件可传递至任一PWM模块同步PWM相位，并触发ADC开始采样;　　■ 高精度模拟外设：　　· 3个3.45MSPS的12-bit高速ADC，快速准确采集模拟信号，减小信号延迟;　　· ADC支持3.3V/2.5V内部参考源，2.5V参考源时，电压分辨率可提升32%，提高反馈信号采样精度;　　■ 丰富通信接口：CAN×2、I2C×1、UART×2、SPI×2、QSPI×1、LIN、PMBus×1。　　极海G32R501 2kW高性能矢量变频器量产级参考方案，涵盖完整的软硬件设计，可提供全功能软件固件和变频器控制上位机PC调试工具，支持参数设置、JOG调试、故障排查、波形分析等功能;方案配有详细使用指南，方便工程师快速进行上手使用、性能评估以及二次开发。

2025-03-10 14:04 reading：311

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