用FOC控制实现降本增效丨极海APM32F035强磁搅拌器应用方案

强磁搅拌器主要应用于液体混合实验，其工作原理是通过微电机带动耐高温的强力磁铁旋转后，产生的旋转磁场力带动搅拌子转动，从而实现对容器内的液体搅拌，并根据需要同步加热液体，达到混合反应的目的。

为适应各领域的应用发展，电机控制逐步向功能集成化、高效能、高精度及节能化等方向发展。电机作为强磁搅拌器的执行机构，需要围绕噪音小、控温精度高、调速平稳、性能稳定等设计思路展开。

目前市面上强磁搅拌器的电机控制多以使用有感方波控制为主，极海通过技术创新与优化升级，在增加集成度、并兼具成本效益的前提下，推出基于APM32F035电机控制专用MCU的强磁搅拌器量产级应用方案。该方案采用有感FOC控制方式，相比于传统方案，系统外围电路精简、能效更低、噪音更小，同时还具有更加平稳与更加流畅的启动方式、更短的刹车时间。

APM32F035强磁搅拌器应用方案介绍

极海APM32F035电机控制专用MCU作为此应用方案的主控，负责采集霍尔信号、电流、电压信号，执行电机控制逻辑，接收控制指令以及反馈电机运行状态。具体来说，APM32F035通过检测霍尔信号、母线电压信号以及电机的相电流信号，输入到MCU内部，同时在MCU内执行电机算法逻辑；随后通过Timer1输出6组互补的PWM信号来驱动电机，保障电机高效、平稳、低噪声运行。值得说明的是APM32F035内部集成4路独立运放模块，在进行电机相电流采样时，不需要外置运放进行信号调制。

APM32F035强磁搅拌器应用方案实现框图

APM32F035强磁搅拌器应用方案特点：

■? 采用霍尔FOC矢量控制，显著降低运行噪声

■? 集成多运放、比较器，精简电路，降低干扰

■? 霍尔自学习及角度补偿功能，实现绝对零度控制，显著提升电机运行效率

■? 启动无反转，无级调速，全转速运行稳定并支持超低频率0.83Hz运行

■? 故障指示、正反转自由切换、软硬件调速

■? 输入过欠压保护、软硬件过流保护、缺相保护、堵转保护、霍尔异常检测等保护功能

APM32F035电机控制专用MCU关键优势：

●? 基于Arm? Cortex?-M0+内核, 72MHz高主频

●? Flash 64KB, SRAM 10KB, BootLoader 4KB

●? M0CP协处理器:硬件配置包括移位,32bit/32bit 除法器,开方,三角函数等,用更短运算时间实现更复杂运算

●? 模拟外设:OP-AMP×4,COMP×2,12-bit ADC×1

●? 数字外设:SPI×1,U(S)ART×2,I2C×1,CANx1,DMA

●? 电机专用PWM:支持互补与刹车, 可与M0CP联动

为顺应电机控制快速发展的市场应用，极海紧随其更加节能、高效、安全、可靠、集成等技术趋势，为电机控制系统设计提供丰富的产品与量产级解决方案，并不断向新的应用方向拓展创新。同时，极海全面的电机开发生态与及时周到的技术支持服务，可助力客户快速实现产品性能的创新与突破。