L'efficienza energetica sta diventando sempre più importante per risolvere i problemi ambientali globali e realizzare una società sostenibile che renda le tecnologie di risparmio energetico sempre più importanti in tutto il mondo. I motori spesso consumano la maggior quantità di energia nelle applicazioni, quindi possiamo facilmente ridurre la perdita di potenza e contribuire al risparmio energetico attraverso il controllo dell'inverter ad alta precisione.
Per raggiungere questo obiettivo, Renesas ha sviluppato due nuovi MCU di controllo motore nella famiglia RA di microcontrollori a 32 bit con core Arm®. (Figura 1) La gamma di soluzioni ad alte prestazioni e pacchetti compatti è più adatta per applicazioni consumer, industriali e di altro tipo che richiedono un controllo dell'inverter ad alta precisione nonostante i limiti di spazio del sistema. I gruppi RA4T1 e RA6T3 consentono un minore consumo energetico in varie applicazioni, contribuiscono a ridurre il consumo energetico e aiutano a migliorare l'ambiente globale.
Gli MCU RA4T1 e RA6T3 sono ottimizzati per un equilibrio tra prestazioni, funzionalità e prezzo per il controllo di un singolo inverter. Questi sono dotati di un core Arm® Cortex®-M33 che opera fino a 200 MHz (100 MHz per RA4T1) con caratteristiche per realizzare un controllo dell'inverter ad alta precisione, inclusa l'unità funzione trigonometrica dell'acceleratore hardware, timer a 16 bit che supporta l'uscita PWM complementare, Convertitore A/D a 12 bit con funzione sample & hold a 3 canali dedicata, nonché amplificatore e comparatore di guadagno programmabili. Viene inoltre fornita una funzione di sicurezza per proteggere il circuito dell'inverter, una funzione di abilitazione dell'uscita della porta, per disattivare l'uscita PWM. Dispositivo USB 2.0 FS (solo RA6T3), CAN FD e I3C, tra le altre interfacce di comunicazione incluse.
Entrambi i gruppi RA4T1 e RA6T3 offrono l'equilibrio ottimale tra prestazioni, funzionalità e prezzo e possono essere utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni di controllo inverter consumer e industriali. Ad esempio, il pacchetto più piccolo del gruppo RA4T1 è un QFN a 5 pin 5 x 32 mm, adatto per piccoli utensili elettrici. Il più potente gruppo RA6T3 può eseguire contemporaneamente funzioni di controllo e comunicazione ad alta velocità e in tempo reale, rendendolo adatto ad applicazioni come le e-bike, che richiedono il controllo del motore e la comunicazione con un dalla visualizzazione pannello. Questi dispositivi sono adatti anche per applicazioni come aspirapolvere, fornelli a induzione, lavatrici, ventilatori, pompe, inverter generici, stampanti termiche e piccoli robot.
L'ambiente di valutazione RA4T1 e RA6T3 include una scelta di ambienti di sviluppo integrati, tra cui e² studio, Keil® MDK e IAR EWARM, che possono essere utilizzati per l'intera famiglia RA in generale. Il pacchetto software flessibile (FSP), che include BSP, driver HAL, middleware per il controllo motore e vari sistemi operativi integrati, è disponibile per lo sviluppo di sistemi integrati utilizzando la famiglia RA. FSP facilita l'implementazione di software complessi e contribuisce a ridurre i tempi di sviluppo del software.
Forniamo i kit di sviluppo per il controllo del motore MCK-RA4T1 e MCK-RA6T3 per una facile valutazione dei sistemi di controllo del motore. I kit includono una scheda CPU, una scheda inverter, un motore BLDC e un codice campione come descritto di seguito. La sola scheda CPU può essere utilizzata per valutare le funzioni periferiche MCU e, poiché è dotata di un connettore Pmod, può essere collegata a un sensore scheda, comunicazione senza fili modulo o altri, garantendo un'eccellente espandibilità.
Forniamo lo strumento di supporto per lo sviluppo del software QE for Motor per un facile funzionamento delle impostazioni, della messa a punto e dell'analisi necessarie per lo sviluppo del software di controllo del motore in base al flusso di lavoro (in alto a sinistra nella Figura 3). Consente una configurazione efficiente del middleware e dei driver del motore controllando il diagramma della struttura gerarchica (in alto a destra nella Figura 3) insieme a FSP.
QE for Motor è collegato a uno strumento di supporto allo sviluppo del controllo motorio, Renesas Motor Workbench. Ciò consente di visualizzare i segnali di controllo del motore su un PC come un oscilloscopio e di aggiornare le variabili di controllo del motore sulla GUI senza arrestare il motore (Fig. 3, in basso a sinistra). In altre parole, lo strumento QE for Motor consente lo sviluppo del software in un ambiente senza soluzione di continuità e aiuta a ridurre i tempi di sviluppo.
Inoltre, l'elenco seguente è un codice di esempio per il controllo del motore che funziona con questo ambiente e queste note applicative. Altre opzioni continueranno ad essere aggiunte in futuro.
Note applicative:
- Controllo vettoriale sensorless con tre shunt per motore sincrono a magneti permanenti
- Controllo vettoriale sensorless con uno shunt per motore sincrono a magneti permanenti
- Controllo vettoriale per motore sincrono a magneti permanenti con encoder
- Controllo della conduzione a 120 gradi del motore sincrono magnetico permanente mediante sensori Hall
- Controllo di conduzione sensorless a 120 gradi del motore sincrono magnetico permanente
- Controllo vettoriale per motore sincrono a magneti permanenti con sensore induttivo
Consigliamo vivamente di provare i kit di sviluppo MCK-RA4T1, MCK-RA6T3 e lo strumento di supporto allo sviluppo del software di controllo motore QE for Motor. Siamo certi che apprezzerete la facilità d'uso di questi ambienti di sviluppo e vedrete di persona che gli MCU RA4T1 e RA6T3 eccellono nei sistemi di controllo motore. Fateci sapere la vostra esperienza di lavoro con gli strumenti.
Visita le pagine dei prodotti e dei kit per ulteriori informazioni, tra cui documentazione tecnica e campioni:
- Pagina del prodotto RA4T1
- Kit MCK-RA4T1 pag
- Pagina del prodotto RA6T3
- Kit MCK-RA6T3 pag
- QE per lo strumento di sviluppo motorio
Combinazioni vincenti Soluzioni
Per semplificare ulteriormente lo sviluppo del controllo motore, offriamo anche soluzioni Winning Combination che utilizzano prodotti Renesas complementari, come gate driver e circuiti integrati di alimentazione.
- Controllo motore BLDC compatto ad alta potenza
- Soluzione di sistema per bici elettriche
- Conversione di potenza digitale con Totem Pole Interleaved PFC
Oltre agli MCU basati su core Arm®, Renesas offre anche diverse opzioni di piattaforma per supportare un'ampia varietà di applicazioni di controllo motore. Gli MCU RISC-V ASSP forniscono una soluzione completa per gli utenti che sviluppano sulla piattaforma RISC-V. Il software applicativo pre-sviluppato è programmato sul dispositivo durante la produzione in fabbrica, con codice applicativo specializzato sviluppato da IDH (case di progettazione indipendenti) che consente agli utenti di aggiungere sofisticate funzionalità di controllo motore orientate al campo senza alcuno sforzo in termini di sviluppo, test e convalida del implementazione.
Inoltre, l'MCU RX26T è ideale per gli utenti che sviluppano sulla piattaforma proprietaria Renesas. Utilizzando lo stesso kit di controllo motore degli MCU RA, gli utenti possono facilmente scalare lo sviluppo su diverse piattaforme.