基於ST 意法半導體STEVAL-ETH001V1用於乙太網即時多軸位置控制的伺服驅動解決方案

STEVAL-ETH001V1 伺服驅動器專為解決面向多軸位置控制和連接的三相 PMSM 應用而開發。可用於多種工廠自動化應用,例如 工業連接、驅動和運動控制。
包含電機控制功率級、數字驅動部分和電源管理部分。

電機控制功率級由STDRIVE101 半橋柵極驅動器和六個 STH270N8F7-2 功率 MOSFET,具有與 NETX90 網絡控制器支持的 Ethercat 通信協議實時連接的功能,
而數字驅動部分有 CLT03-2Q3(輸入)和 IPS160H(輸出)的工業 IO 管理。
電源管理部分由 L7987、L7805CD2T-TR 和 LD39150DT33-R 器件供電。這些轉換器設計用於當輸入電壓工作在20-48 V範圍內時提供3.8 V和15 V參考電壓.
STEVAL-ETH001V1 配備兩個用於菊花鏈(daisy chain)連接的 RJ45 連接器和一個用於數字編碼器或由 ST3485EI 供電的主機連接的 RS485 接口。
為了獲得更好的抗噪性,PCB 採用 6 層堆疊以及電源線和接地線的絕緣走線。 還提供帶索引的正交編碼器(quadrature encoder)接口。

由 STM32F767ZI 的 32 位數據處理以及使用 NETX90 網絡控制器的實時通信(通過四線 SPI 通信與 MCU 連接)透過遠程控制驅動 PMSM 電機。
MCU程式基於STM32Cube架構支持,包括: • 應用層 • 具有BSP/CMSIS 和HAL 庫的驅動程序層 • 中間件層

STEVAL-ETH01V1伺服驅動解決方案的STSW-ETHDRV001V1固件包實現了位置控制演算法,並在STM32F767ZI微控制器上運行即時通信。它可以同時管理連接、伺服驅動器驅動和數位輸入/輸出介面。

連接包括與從節點的 EtherCAT 協定棧 (V. 5.0.8) 的即時通信,以及用於將硬體與支援 BiSS、EnDat 和 SSi 協定的 PC 或數位編碼器連接的 RS485 通信。

伺服驅動器驅動裝置使用X-CUBE-MCSDK電機控制庫實現位置控制演算法,通過EtherCAT通信遙控器控制PMSM電機轉子位置。

數字執行介面管理由一組例程支援,能夠根據從CLT160-03Q2數位輸入接收的信息和通過RS3連接從PC接收的命令來管理IPS485H數位輸出狀態。



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原廠相關連結

STEVAL-ETH001V1 - Servo drive solution for multi-axial position control with Ethernet real-time - STMicroelectronics

STSW-ETHDRV01V1 - Firmware for Servo Drive solution enabling position control through Ethercat Protocol - STMicroelectronics

►場景應用圖

意法半導體

►展示板照片

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►方案方塊圖

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►板面功能圖

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►方案架構圖

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►核心技術優勢

電路板設計抗雜訊能力強 電機控制 48 V 設計,密度集成電路 700W高功率輸出 確保與 Master Ethercat 的兼容性(使用Bechkoff 的 Twincat 軟件工具代替硬件解決方案) 支援的 EtherCAT 從站協定 (V.5.0.8) 程式兼容STM32Cube框架

►方案規格

過 Ethercat 協議進行實時通信 基於 STDRIVE101 柵極驅動器的三相電機驅動逆變器和STH270N8F7-2功率MOSFET STM32F767ZI 微控制器 Arm®32 位 Cortex®-M7 NETX90 網絡控制器 主電源電壓高達48V最大。可過壓穩至60 V 最大功耗 700 W 電機制動耗能電路 工業負載的數位驅動部分 用於數位編碼器和主機接口的 RS485 接口 板載 DC-DC 轉換器和線性穩壓器

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