五

RA6T2電機(jī)開(kāi)發(fā)解決方案

下一個(gè)主要問(wèn)題是如何構(gòu)建電機(jī)控制的評(píng)估環(huán)境。RA6T2有多種解決方案可滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)人員的需求。

電機(jī)控制套件MCK-RA6T2

用于評(píng)估RA6T2以及使用其進(jìn)行開(kāi)發(fā)的硬件參考套件

■ 包含電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的全部組件的一站式套裝

逆變器板可通過(guò)連接器直接連接到配備RA6T2的CPU板。此外，其中還包含一部BLDC電機(jī)，因此用戶(hù)開(kāi)箱即可啟動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

■ 豐富的示例代碼和開(kāi)發(fā)工具可供使用

不僅電機(jī)控制程序已預(yù)先燒錄到MCU中，讓用戶(hù)獲得了良好的體驗(yàn)，而且還編制了各種應(yīng)用筆記并在網(wǎng)站上提供。提供的所有示例程序都可以在此工具包上運(yùn)行。

MCK-RA6T2概述

名稱(chēng)	MCK-RA6T2（瑞薩適用于RA6T2 MCU系列的靈活電機(jī)控制套件）
產(chǎn)品型號(hào)名稱(chēng)	RTK0EMA270S00020BJ
板上CPU	RA6T2 (R7FA6T2BD3CFP)
所含組件	■電機(jī)控制CPU板 ■48V/10A逆變器板 ■適用于瑞薩MCU的COM板 ■BLDC電機(jī) ■附件（USB線(xiàn)纜、COM線(xiàn)纜、腳墊、螺釘）
接口	■霍爾傳感器、編碼器、電感式傳感器 ■CAN、SPI ■用戶(hù)接口（軟件、LED和可變電阻器）

MCK-RA6T2套件的詳細(xì)介紹與購(gòu)買(mǎi)方式請(qǐng)?jiān)L問(wèn)以下鏈接查看：

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/rtk0ema270s00020bj-mck-ra6t2-renesas-flexible-motor-control-kit-ra6t2-mcu-group

關(guān)于電機(jī)控制的應(yīng)用筆記和示例代碼

RA6T2提供關(guān)于控制各種電機(jī)的應(yīng)用筆記和示例代碼?？梢愿鶕?jù)所用的電機(jī)類(lèi)型和控制算法從網(wǎng)站上下載。

■ 應(yīng)用筆記

我們提供許多不同內(nèi)容的應(yīng)用筆記。有些詳細(xì)介紹了120度通電方法的控制軟件，該方法基于無(wú)傳感器矢量控制來(lái)操作各種電機(jī)。此外，還有一些應(yīng)用筆記詳細(xì)描述了功能和控制流程，借此說(shuō)明電機(jī)控制開(kāi)發(fā)支持工具“Renesas Motor Workbench”的使用方法，這對(duì)用戶(hù)的開(kāi)發(fā)和評(píng)估工作十分有用。

■ 示例代碼

每篇應(yīng)用筆記都附帶示例代碼，這些代碼可以下載到MCU中。使用的軟件包和驅(qū)動(dòng)程序多種多樣，MCK-RA6T2是用于RA6T2的電機(jī)控制評(píng)估板。由于RA6T2主要針對(duì)電機(jī)控制，因此其中包含控制算法、系統(tǒng)控制、PWM控制和AD轉(zhuǎn)換器。

目前，瑞薩電子官網(wǎng)已經(jīng)發(fā)布了10篇關(guān)于電機(jī)控制的應(yīng)用筆記，我們會(huì)繼續(xù)發(fā)布更多有助于用戶(hù)開(kāi)發(fā)工作的應(yīng)用筆記。

相關(guān)資料

RA6T2 - 120-degree conducting control of permanent magnetic synchronous motor using hall sensors

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-120-degree-conducting-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-using-hall-sensors

RA6T2 - Sensorless 120-degree conducting control of permanent magnetic synchronous motor(Implementation)

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-120-degree-conducting-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-implementation

RA6T2 - Sensorless vector control for permanent magnetic synchronous motor

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-implementation

RA6T2 - Sensorless vector control for permanent magnetic synchronous motor - 1shunt current detection

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-vector-control-one-shunt-permanent-magnet-synchronous-motor-implementation

RA6T2 - Vector control for permanent magnetic synchronous motor with encoder - AB incremental type encoder

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-encoder-implementation

RA6T2 - Sensorless vector control for dual permanent magnetic synchronous motor

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-vector-control-dual-permanent-magnetic-synchronous-motor

Renesas RA Family - Digital Filtering using the IIR Filter Accelerator

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/digital-filtering-using-iir-filter-accelerator-application-project

RA6T2 - Accelerators (IIRFA/TFU) performance in motor application

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-accelerators-iirfatfu-performance-motor-application

RA6T2 - Vector control for permanent magnetic synchronous motor with hall sensors

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-vector-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-hall-sensors

RA6T2 - Vector control for permanent magnetic synchronous motor with inductive sensor

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-vector-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-inductive-sensor

最初應(yīng)用筆記的內(nèi)容是基本電機(jī)類(lèi)型與控制方法的組合，后來(lái)的發(fā)行版本更注重實(shí)際應(yīng)用。

雙電機(jī)控制解決方案

解釋了如何使用RA6T2實(shí)現(xiàn)無(wú)傳感器矢量控制軟件，從而驅(qū)動(dòng)雙永磁同步電機(jī) (PMSM)。由于MCK-RA6T2（即RA6T2的開(kāi)發(fā)套件）的CPU板有兩個(gè)用于連接逆變器板的連接器接口，用戶(hù)可以準(zhǔn)備一個(gè)額外的逆變器板，然后立即開(kāi)始評(píng)估。

在家電領(lǐng)域，洗衣機(jī)主電機(jī)、風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)控制和工業(yè)電機(jī)需要多部電機(jī)，如果用戶(hù)無(wú)需自行準(zhǔn)備評(píng)估板即可評(píng)估雙電機(jī)，將有助于縮短開(kāi)發(fā)周期。

此外，RA6T2配備了專(zhuān)門(mén)用于雙電機(jī)控制的外設(shè)功能，還利用240MHz的高CPU性能實(shí)現(xiàn)了具有低系統(tǒng)負(fù)載的雙電機(jī)控制。立即獲取此套件和應(yīng)用筆記，親身體驗(yàn)RA6T2的高性能

加速器 (IIRFA/TFU)

在電機(jī)應(yīng)用中的性能

此應(yīng)用筆記用于評(píng)估RA6T2內(nèi)置的IIRFA和TFU在縮短處理時(shí)間方面的效果。可以測(cè)量和比較以下兩種情況的處理時(shí)間：使用IIRFA和TFU處理示例代碼和不使用二者處理以C源代碼編寫(xiě)的示例代碼。程序結(jié)構(gòu)如下：

即使參考用戶(hù)手冊(cè)，也很難估計(jì)MCU中內(nèi)置的硬件加速器的性能。但是，此應(yīng)用筆記包含相關(guān)指南和利用加速器的示例項(xiàng)目，使用戶(hù)能夠通過(guò)實(shí)際測(cè)量來(lái)衡量加速器的性能。由于IIRFA和TFU各自擅長(zhǎng)處理的模塊不同，我會(huì)針對(duì)目標(biāo)處理進(jìn)行說(shuō)明。

IIRFA測(cè)量的濾波器處理

（陷波濾波器和低通濾波器）

陷波濾波器可以去除特定的諧振頻率分量。它用于伺服電機(jī)和機(jī)械臂的阻尼控制。此外，二階低通濾波器的截止頻率易于調(diào)整，因此它常與運(yùn)算放大器配合使用。此應(yīng)用在以下情況下對(duì)這些運(yùn)算進(jìn)行比較：(1) 未使用 IIRFA，(2) 使用FSP API，以及 (3) 直接設(shè)置輸入數(shù)據(jù)寄存器。IIRFA可以有效完成多級(jí)處理，在使用帶5級(jí)陷波濾波器的API時(shí)，運(yùn)算的完成時(shí)間可縮短4/5，而直接使用寄存器時(shí)，運(yùn)算時(shí)間可縮短20/21。

TFU測(cè)量處理（dq轉(zhuǎn)換）

在矢量控制中，利用實(shí)際相電流求得有功電流（q軸電流）和無(wú)功電流（d軸電流）的計(jì)算稱(chēng)為dq轉(zhuǎn)換。發(fā)生此轉(zhuǎn)換時(shí)的sin和cos運(yùn)算使用TFU進(jìn)行測(cè)量。使用和不使用TFU的測(cè)量和比較結(jié)果亦如下所示?？梢钥闯?，使能TFU之后軟件的執(zhí)行時(shí)間可減少至一半。

一般來(lái)說(shuō)，硬件加速器會(huì)將很多運(yùn)算模塊與供應(yīng)商特定的算法相結(jié)合，因此對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，移植現(xiàn)有軟件非常困難，并且可能無(wú)法獲得預(yù)期的性能。另一方面，RA6T2對(duì)使用IIRFA和TFU的電機(jī)控制均適用，但其特性之一是實(shí)現(xiàn)方式靈活，它是用于基本處理的硬件加速，因此任何用戶(hù)都可以使用。請(qǐng)參見(jiàn)該應(yīng)用筆記，體驗(yàn)IIRFA和TFU的易用性和高性能。

電機(jī)控制開(kāi)發(fā)支持工具3.0

(Renesas Motor Workbench 3.0)

Renesas Motor Workbench是一款面向電機(jī)控制的調(diào)試工具。用戶(hù)可以利用分析儀功能讀寫(xiě)微控制器內(nèi)部的變量，并顯示變量的波形。調(diào)諧器功能可以識(shí)別電機(jī)參數(shù)，自動(dòng)獲取矢量控制中使用的控制參數(shù)。Renesas Motor Workbench具有直觀的GUI，即使是初學(xué)者也可以輕松上手操作電機(jī)。

QE for Motor

QE for Motor是一款軟件開(kāi)發(fā)支持工具，用戶(hù)只需按照提供的工作流程操作即可開(kāi)發(fā)用于電機(jī)控制的軟件。它可以作為瑞薩電子集成開(kāi)發(fā)環(huán)境e2 studio的擴(kuò)展免費(fèi)下載。通過(guò)關(guān)聯(lián)靈活配置軟件包 (FSP)，用戶(hù)可以高效地設(shè)置用于電機(jī)控制的中間件和驅(qū)動(dòng)程序，同時(shí)檢查具有分層結(jié)構(gòu)的配置圖。

QE for Motor還可與Renesas Motor Workbench配合使用，后者可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整和分析。Renesas Motor Workbench所需的設(shè)置可自動(dòng)化完成，用戶(hù)只需按一下按鈕即可使用這些功能。

六

總結(jié)

新一代電機(jī)控制系統(tǒng)變得日益復(fù)雜，功能也越發(fā)豐富，同時(shí)還需要大幅降低成本。RA6T2可以實(shí)現(xiàn)控制、多任務(wù)處理和著眼于新一代的平臺(tái)開(kāi)發(fā)，從而以?xún)?yōu)異的性能和多種軟件包部署來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。此外，我們還提供各種評(píng)估和開(kāi)發(fā)解決方案，旨在為實(shí)現(xiàn)高性能電機(jī)控制設(shè)備系統(tǒng)和縮短開(kāi)發(fā)周期提供一條捷徑。

七

資源

RA6T2產(chǎn)品頁(yè)面

https://www.renesas.com/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra6t2-240mhz-arm-cortex-m33-trustzone-high-real-time-engine-motor-control

RA6T2電機(jī)評(píng)估和開(kāi)發(fā)套件MCK-RA6T2工具頁(yè)面

https://www.renesas.com/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/rtk0ema270s00020bj-mck-ra6t2-renesas-flexible-motor-control-kit-ra6t2-mcu-group

電機(jī)控制開(kāi)發(fā)支持工具Renesas Motor Workbench 3.0

https://www.renesas.com/jp/ja/document/swo/motor-control-development-support-tool-renesas-motor-workbench-30

QE for Motor：電機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)輔助工具

https://www.renesas.com/software-tool/qe-motor-development-assistance-tool-motor-applications