意法半导体推出无感零速/高转矩电机控制嵌入式软件

2023年12月21日，中国– 意法半导体发布了STM32 ZeST*(零速满转矩)软件算法。该算法运行在STM32微控制器上，让无感电机驱动器能够在零转速时产生最大转矩。意法半导目前正在与指定客户分享这个算法。该算法首次在通用电机驱动器中提供零速满转矩电机控制功能，实现了以前无法实现的电机运行平顺性和可预测性。

电动工具、电动窗帘、洗衣机、自动割草机、空调系统、电动自行车等产品设备要求电机按照正确方向最大转矩启动和/或最大负载快速启动，同时消耗最小的电能。普通无感电机驱动器不能确定电机在零速时的转子位置，因此，无法满足这些设备的要求。此前，要想保证定位准确、高能效和正确操作，通常需要增装硬件位置传感器或使用特殊类型的电机。

新的STM32ZeST软件算法是一个零速无感电机控制优化通用解决方案，支持任何类型的永磁同步电机(PMSM)。为了实现优化控制，STM32ZeST算法需要与新推出的高灵敏度观测器(HSO)算法同步运行，采用无传感器的无感模式控制电机运行。作为一种嵌入式软件解决方案，不需要在STM32微控制器(MCU)上增装额外的硬件或特殊外设。为确保电机控制保持高能效，电机的阻力也是在运行时估算。

通过使用STM32ZeST和HSO软件算法，设计者可以避免在启动阶段出现高峰值电流，提高应用的能效。与有霍尔传感器的电机驱动器相比，意法半导体的解决方案降低了物料成本(BOM)，提高了运行可靠性，降低了噪声。意法半导体开发了一个演示模型，展示无感电机驱动器如何启动，在各种转速和最低转速时移动负载。该模型使用的是一个电动踏板的车轮，演示了电机始终按照预定方向启动，并且可以使负载保持在零速静止不动。

为方便开发者评测STM32ZeST和HSO两种算法的性能，加快开发进度，意法半导体开发了配套的硬件工具，其中，B-G473E-ZEST1S控制板为电源板STEVAL-LVLP01生成PWM信号。电源板驱动低功率/低电压电机，例如，意法半导体的B-MOTOR-PMSMA套件中的电机。控制板与电源板的连接使用的是新的嵌入式电机控制连接器V2。

意法半导体为开发者提供了大量的额外支持服务，帮助他们为人气高的电机类型开发驱动器，满足各种应用需求，达到能效、尺寸、性能和成本等限制要求。STM32系列微控制器可满足各种性能需求，许多产品集成了适合电机控制的功能，例如，先进的电机控制PWM定时器，意法半导体电机控制软件开发套件(MC-SDK)支持所有这些产品，该套件包括电机控制固件库和专用配置工具(Motor Control Workbench)。这两个工具都需要配合STM32Cube生态系统和STM32CubeMX项目配置器使用。

HSO算法集成在新版MCSDK（6.2版）开发套件内。新版MCSDK增加了在STM32 G4 MCU上运行的双驱动器解决方案，还支持从高性价比的STM32C0到高性能STM32H5的各种系列STM32微控制器。