地球環境問題の解決や持続可能な社会の実現に向けて、エネルギー効率の重要性はますます高まっており、世界的に省エネ技術の重要性はますます高まっています。 アプリケーションの中で最も多くの電力を消費するモーターは、高精度なインバーター制御により電力損失を低減し、省エネに貢献します。
これを達成するために、ルネサスは、Arm® コアを搭載した 32 ビット マイクロコントローラの RA ファミリで 1 つの新しいモータ制御 MCU を開発しました。 (図4) 高性能ソリューションとコンパクトなパッケージのラインナップは、システムスペースの制約にもかかわらず高精度のインバータ制御が必要な民生用、産業用などのアプリケーションに最適です。 RA1T6、RA3TXNUMXグループは、さまざまな用途での低消費電力化を実現し、エネルギー消費量の削減に貢献し、地球環境の改善に貢献します。
RA4T1 および RA6T3 MCU は、単一インバータ制御のパフォーマンス、機能、価格のバランスが取れるように最適化されています。 最大33MHz（RA200T100は4MHz）で動作するArm® Cortex®-M1コアを搭載し、ハードウェアアクセラレータ三角関数ユニット、相補PWM出力対応の16ビットタイマ、専用の12チャンネルサンプル&ホールド機能、プログラマブルゲインアンプおよびコンパレータを備えた3ビットA/Dコンバータ。 インバータ回路を保護する安全機能として、PWM出力を遮断するポート出力イネーブル機能も搭載しています。 USB 2.0 FS デバイス (RA6T3 のみ)、CAN FD、I3C などの通信インターフェイスが含まれています。
RA4T1 グループと RA6T3 グループはどちらも、性能、機能、価格の最適なバランスを提供し、民生用および産業用の幅広いインバータ制御アプリケーションで使用できます。 たとえば、RA4T1 グループの最小パッケージは 5 x 5 mm 32 ピン QFN で、小型電動工具に適しています。 より強力な RA6T3 グループは、高速、リアルタイムの制御機能と通信機能を同時に実行できるため、電動自転車などのモーター制御と外部機器との通信を必要とするアプリケーションに適しています。 ディスプレイ パネル。 掃除機、電磁調理器、洗濯機、ファン、ポンプ、汎用インバータ、サーマルプリンタ、小型ロボットなどの用途にも適しています。
RA4T1 および RA6T3 の評価環境には、e² Studio、Keil® MDK、IAR EWARM などの統合開発環境の選択肢が含まれており、一般的に RA ファミリ全体に使用できます。 RAファミリを用いた組込みシステムの開発には、BSP、HALドライバ、モータ制御用ミドルウェア、各種組込みOSを同梱したFlexible Software Package（FSP）をご用意しています。 FSPは複雑なソフトウェアの実装を容易にし、ソフトウェア開発時間の短縮に貢献します。
モーター制御システムを簡単に評価できるモーター制御開発キットMCK-RA4T1およびMCK-RA6T3を提供しています。 キットには、以下に説明する CPU ボード、インバータ ボード、BLDC モータ、およびサンプル コードが含まれています。 CPUボード単体でMCU周辺機能の評価が可能で、Pmodコネクタを搭載しているため、CPUボードとの接続も可能です。 センサー ボード、無線通信 モジュール など拡張性に優れています。
モーター制御ソフトウェア開発に必要な設定、チューニング、解析をワークフローに沿って簡単に操作できるソフトウェア開発支援ツール「QE for Motor」を提供しています（図3左上）。 FSPと連携して階層構造図（図3右上）を確認しながら効率的にモーターのミドルウェアやドライバーを設定することができます。
QE for Motorは、モータ制御開発支援ツールRenesas Motor Workbenchと連携しています。 これにより、モータ制御信号をオシロスコープのようにPC上に表示でき、モータを停止することなくGUI上でモータ制御変数を更新できます（図3、左下）。 つまり、QE for Motor ツールを使用すると、シームレスな環境でのソフトウェア開発が可能になり、開発期間の短縮に役立ちます。
また、本環境および本アプリケーションノートで動作するモータ制御のサンプルコード一覧を以下に示します。 今後もオプションはさらに追加される予定です。
アプリケーションノート：
- 永久磁石同期モーター用の XNUMX つのシャントを備えたセンサーレス ベクトル制御
- 永久磁石同期モーター用の XNUMX シャントを備えたセンサーレス ベクトル制御
- エンコーダ付永久磁石同期モータ用ベクトル制御
- ホールセンサーを用いた永久磁石同期モーターの120度通電制御
- 永久磁石同期モータのセンサレス120度通電制御
- 誘導センサー付き永久磁石同期モーターのベクトル制御
開発キットMCK-RA4T1、MCK-RA6T3やモータ制御ソフトウェア開発支援ツールQE for Motorをぜひお試しください。 これらの開発環境の使いやすさをご理解いただき、RA4T1 および RA6T3 MCU がモータ制御システムに優れていることをご自身の目で確認していただけると確信しています。 ツールを使用した経験をお聞かせください。
技術文書やサンプルなどの詳細については、製品およびキットのページにアクセスしてください。
- RA4T1製品ページ
- MCK-RA4T1キットページ
- RA6T3製品ページ
- MCK-RA6T3キットページ
- QE for Motor開発ツール
優れた組み合わせソリューション
モータ制御開発をさらに簡素化するために、ゲートドライバや電源ICなどの相補的なルネサス製品を使用するWinning Combinationソリューションも提供しています。
- ハイパワー、コンパクトな BLDC モーター制御
- 電動自転車システムソリューション
- トーテムポールインターリーブ PFC によるデジタル電力変換
Arm® コアベースの MCU に加えて、ルネサスはさまざまなモーター制御アプリケーションをサポートするさまざまなプラットフォーム オプションも提供しています。 RISC-V ASSP MCU は、RISC-V プラットフォームで開発するユーザーに完全なソリューションを提供します。 事前に開発されたアプリケーション ソフトウェアは、IDH (独立系設計会社) によって開発された特殊なアプリケーション コードを使用して、工場生産時にデバイス上でプログラムされます。これにより、ユーザーは、開発、テスト、検証の点で手間をかけることなく、高度なフィールド指向のモーター制御機能を追加できます。実装。
さらに、RX26T MCU は、ルネサス独自のプラットフォームで開発するユーザーに最適です。 RA MCU と同じモーター制御キットを使用することで、ユーザーは異なるプラットフォーム間で開発を簡単に拡張できます。