STM32F103xx PMSM FOC库：无传感器弱磁控制与应用指南

弱磁控制是一种在永磁电机低负载条件下提高电机运行速度的技术，特别是在电机额定负载低于预期时，它能够使电机超越其额定转速，从而拓宽电机的工作速度范围。在永磁电机中，通过调整直轴电流(id)来控制磁通，当id不等于零时，会导致最大可用的正交电流(iq)减少，进而影响电机的最大电磁转矩。对于IPM电机，仅控制id可能导致MTPA路径偏离，这意味着精确的磁场定向控制(MTPA)需要考虑到电流的协同作用。 现代的弱磁控制方法已经实现了闭环控制，不再依赖于电机的具体参数，显著提高了对参数偏差的鲁棒性。这一进步参考了文献[3]和[4]，使得控制过程更加稳健且适应性更强。控制流程的核心是对定子电压进行实时监控，一旦电压超过预设阈值（即“电压等级”参数），就会自动进入弱磁模式，通过PI调节器（其增益可以在实际运行中进行动态调整）来调整id，以实现目标速度。 该技术与STM32F103xx系列的微控制器紧密相关，这是一种专为磁场定向控制（FOC）设计的32位ARM Cortex-M3微处理器，适合于永磁同步电机（PMSM）的控制。STM32F103xx提供了完整的外围设备支持，不仅适用于外置型或嵌入式电机，还能在扭矩和速度控制模式下处理正弦波驱动的电机，无论是有编码器、霍尔传感器还是无传感器电机。这个库包括了多个C语言模块，可以在IAR EWARM、Keil RealView MDK和GreenHills等开发环境中运行，方便用户快速评估微控制器性能和工具。 为了有效利用这个PMSM FOC软件库，用户需要具备基本的C语言编程知识以及对永磁电机驱动和功率逆变器硬件的理解。在常规操作中，库提供的功能使得新应用的开发更加快捷，尤其是在无速度传感器的情况下，通过转子位置重构算法，可以实现位置的实时估计。然而，深入定制现有模块或创建全新应用时，对STM32F103xx微控制器的功能特性有更深入的了解是必要的。固件结构图展示了软件与硬件的交互方式，强调了与STM3210B-MCKIT电机控制入门套件的兼容性，可以快速启动电机运行。