瑞萨电子32位MCU在伺服电机中的应用.
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BLDC电机控制算法无刷电机属于自換流型(自我方向轉換),因此控制起来更加复杂。
BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。
对于闭环速度控制,有两个附加要求,即对于转子速度/或电机电流以及PWM信号进行测量,以控制电机速度功率。
BLDC电机可以根据应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。
大多数应用仅要求速度变化操作,将采用6个独立的边排列PWM信号。
这就提供了最高的分辨率。
如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转,推荐使用补充的中心排列PWM信号。
为了感应转子位置,BLDC电机采用霍尔效应传感器来提供绝对定位感应。
这就导致了更多线的使用和更高的成本。
无传感器BLDC控制省去了对于霍尔传感器的需要,而是采用电机的反电动势(电动势)来预测转子位置。
无传感器控制对于像风扇和泵这样的低成本变速应用至关重要。
在采有BLDC电机时,冰箱和空调压缩机也需要无传感器控制。
空载时间的插入和补充大多数BLDC电机不需要互补的PWM、空载时间插入或空载时间补偿。
可能会要求这些特性的BLDC应用仅为高性能BLDC伺服电动机、正弦波激励式BLDC电机、无刷AC、或PC同步电机。
控制算法许多不同的控制算法都被用以提供对于BLDC电机的控制。
典型地,将功率晶体管用作线性稳压器来控制电机电压。
当驱动高功率电机时,这种方法并不实用。
高功率电机必须采用PWM控制,并要求一个微控制器来提供起动和控制功能。
控制算法必须提供下列三项功能:● 用于控制电机速度的PWM电压● 用于对电机进整流换向的机制● 利用反电动势或霍尔传感器来预测转子位置的方法脉冲宽度调制仅用于将可变电压应用到电机绕组。
有效电压与PWM占空度成正比。
当得到适当的整流换向时,BLDC的扭矩速度特性与一下直流电机相同。
可以用可变电压来控制电机的速度和可变转矩。
功率晶体管的换向实现了定子中的适当绕组,可根据转子位置生成最佳的转矩。
在一个BLDC电机中,MCU必须知道转子的位置并能够在恰当的时间进行整流换向。
伺服电机应用行业总结现代交流伺服系统最早被应用到宇航和军事领域,比如火炮、雷达控制。
逐渐进入到工业领域和民用领域。
工业应用主要包括高精度数控机床、机器人和其他广义的数控机械,比如纺织机械、印刷机械、包装机械、医疗设备、半导体设备、邮政机械、冶金机械、自动化流水线、各种专用设备等。
其中伺服用量最大的行业依次是:机床、食品包装、纺织、电子半导体、塑料、印刷和橡胶机械,合计超过75%。
在数控机床中使用永磁无刷伺服电机代替步进电机做进给已经成为标准,部分高端产品开始采用永磁交流直线伺服系统。
在主轴传动中采用高速永磁交流伺服取代异步变频驱动来提高效率和速度也成为热点•无轴(电子轴)传动技术在印刷机上应用,也是目前全球印刷企业和机械制造商的焦点。
无轴传动就是用多个单独的伺服电机取代传统的机械传动链,伺服驱动器之间依靠高速现场总线进行联系,通过软件保证各伺服轴对内部的虚拟数字电子轴保持严格同步。
采用无轴传动技术为印刷机的生产制造、为印刷业服务革命带来了最佳解决方案,目前欧洲50%的凹印机采用了无轴技术,日本也有30%以上采用。
其他采用无轴传动的机械包括卷筒纸印刷机、柔印机、上光机、烫金机、模切机等各类印刷设备。
这一领域最顶级的伺服控制解决方案提供商是来自德国的博世力士乐、伦茨、日本的住友和奥地利的贝加莱。
国内目前仅有北人和松德等个别厂家进行无轴传动印刷机的开发,部分规格的性能指标接近国际水平,但是其采用的电子轴传动伺服系统和套准控制系统均来自日本和欧洲,国内相关伺服厂家还鲜有涉足。
国产伺服和控制系统要达到这个领域的要求,需要顶级的技术水平和对这个行业的透彻理解,看来还有漫长的路要走。
•包装设备上,采用伺服控制可以提高单位时间的产量、提高资源利用率、增加品种适应性和提高产品质量,因此交流伺服在包装机械上的广泛使用只是时间问题。
采用数字伺服技术的电子齿轮和电子凸轮将代替传统机械部件,随着价格的下降,成本也逐渐接近纯机械的方案。
伺服电机的工作原理与应用伺服电机是一种广泛应用于工业领域的电动机,其具有精密控制、高性能和稳定性强等特点。
本文将介绍伺服电机的工作原理以及常见的应用领域。
一、伺服电机的工作原理伺服电机通过电压信号的反馈控制来实现精确的位置、速度和力矩控制。
其工作原理主要分为以下几个方面:1. 反馈系统:伺服电机内置有编码器或传感器,用于给控制系统提供准确的反馈信息,以便实时监测和调整电机的位置、速度和力矩。
2. 控制系统:伺服电机的控制系统由控制器和执行器组成。
控制器接收反馈信号,并与预设的控制信号进行比较,生成误差信号。
根据误差信号,控制器产生适当的控制信号,通过执行器驱动电机实现位置、速度和力矩的精确控制。
3. 闭环控制:伺服电机采用闭环控制系统,通过不断地与反馈信号进行比较和调整,以保持电机输出的精确性。
闭环控制系统可以自动纠正误差,并提供稳定的转速和转矩输出。
二、伺服电机的应用领域伺服电机在各个领域有着广泛的应用,以下介绍几个常见的应用领域:1. 机床:伺服电机广泛应用于机床行业,如数控机床、车床和磨床等。
通过伺服电机的精确控制,机床可以实现高速、高精度的切削和加工,提高生产效率和产品质量。
2. 自动化系统:伺服电机在自动化系统中起着重要作用,如生产线上的机械臂、输送设备和装配机器等。
通过精确的位置和速度控制,伺服电机可以实现高效的自动化操作。
3. 3D打印:伺服电机在3D打印领域也有广泛应用。
通过伺服电机的精确控制,3D打印机可以准确地定位、定速和控制材料的进给,实现复杂结构的三维打印。
4. 机器人:伺服电机是机器人关节驱动的核心部件之一。
通过伺服电机的精确控制,机器人可以实现复杂的运动和灵活的操作,广泛应用于工业制造、医疗服务和家庭助理等领域。
5. 汽车工业:伺服电机在汽车工业中的应用也越来越广泛。
例如,伺服电机可以控制汽车的制动系统、转向系统和油门系统,提供更高的安全性和性能。
总结起来,伺服电机凭借其精确的控制和高性能,在工业领域中发挥着重要作用。
瑞萨MCU在汽车仪表及R32C/100应用中的解决方案瑞萨科技致力于提供移动通信、汽车电子以及PC/AV(数码家电)领域的半导体解决方案。
在全球汽车半导体市场中,瑞萨占有7.1%的市场份额,排名第四位;在日本市场中占据第一位,市场份额为22.3%。
其汽车半导体解决方案包含了安全、信息、动力总成、底盘以及车身五个方面,其中每个方面都有多种解决方案。
汽车仪表解决方案仪表MCU的特点分以下几个方面:1.内嵌步进电机PWM控制器:可直接控制和驱动4-6个步进电机,无需外驱动器IC,因此可以节省成本和布局空间,具有优良的EMI/EMC性能;2.内嵌LCD控制器:28/32段×4公共引脚,可以直接控制LCD,同样无需外置驱动器IC,因此可以节省成本和布局空间,具有优良的EMI/EMC性能;3.高速CPU:单指令周期,20MHz的H8S最小指令执行时间为50ns,而40MHz 的H8SX最小指令执行时间是25ns;4.强大的定时器:片上16位定时器脉冲单元有三个16位定时器通道,包括输入捕捉、输出比较、PWM和相位计算。
R32C/100特殊模块的基本功能,包括三个部分:定时器脉冲单元(TPU);步进电机PWM控制器和LCD控制器。
TPU是由3个16位定时器通道组成,包括最多8个脉冲输入/输出,可以为每个通道设置:比较匹配的波形输出;输入捕捉功能;计数器清零操作;同步运行;定时器计数器能够同时写入;可以比较匹配与输入捕捉同时清零;利用同步计数器操作实现寄存器同时输入/输出;与同步运行结合的最大7相位PWM 输出。
致芯科技最具实力的芯片解密、IC解密、单片机解密等解密服务机构,致芯科技拥有多年的解密服务经验和超高水平的解密技术,一直从客户利益出发,为每位客户提供最科学最合理最低成本的解密方案与解密服务,深受客户的信赖与喜爱。
对于LCD控制器/驱动器,其重要功能有:28/32段×4公共引脚;段输出引脚可用作11个帧频的4组端口选择;A或B波形可以用软件进行选择;内置电源分离电阻;除了待机模式和模块停止模式外,还有操作模式显示。
瑞萨QzROM单片机应用于家电及消费类电子的解决方案QzROM 不会错过客户的业务机会将来所有的瑞萨4位和8位单片机都将结合有QzROM!QzROM接近Mask ROM 的成本,加上了Flash ROM 的可用性!可用性QzROM = MaskROM + !成本QzROM = MaskROMFlashROM2QzROM 快速、易用(快速交付) (易于编程)QzROMQzROM 可有效地减少库存! 一般产品(MASK版)期末库存(保持大量未用库存)造成损失QzROM通过工厂编程的MCU 和空白产品,解决了期末库存问题aQzROM FlashROM瑞萨提供工厂编程的MCU O O 由用户编程O O 在板编程O O 入门工具包O *O 附加的编程(自由空间)O O 擦除x O 成本OaQzROM 与FlashROM 的比较*: 不支持某些产品。
什么是QzROM单片机? Qz = 快速和易用。
一种新研制的非易失性存储器,它允许:-在开发和量产中使用同样的芯片;-产品可在一个更短的制造周期后出货;-更宽的工作电压范围;-程序保护;-在板编程;-实现等待时的低功耗。
-快速和易用(Quick & Easy )快速(Quick )和易用(Easy )(快速交货) (易于编程)Qz [kjÚ:zí:]我们设计了一个新的图标QzROM 的吉祥物是Qz-kun 。
Q zROM-新研制的可编程存储器形式QzROM是一种按照小型化工艺改造PROM 技术的可编程存储器。
通过高附加值功能,QzROM做到了与现有的掩模版ROM相当的价格,而且,已编程产品与未编程的空白品价格相同!-在开发和量产中使用同样的芯片由于同样的芯片可用于开发(空白品)和量产(已编程品),所以QzROM略去了掩模版ROM 所需的样品评估!-TAT短,交货快(1)工厂编程的QzROM MCU 可与R8C/Tiny (闪存MCU)一样快出货。
“32位M C U的发展趋势是要求产品所需的更高的计算性能、大容量存储、低功耗、集成的复杂性和更多的软件支持,使D S P和M C U走向功能融合(记者注:成为D SC),并有大而全的趋势。
”苏州国芯科技有限公司总经理肖佐楠总结道,同时,随着新型的电子设备对网络多媒体和无线功能需求的增加,M C U产品集成越来越多的模拟功能和新的外围电路。
随着信息爆炸性地发展,对信息安全的需求越来越迫切,这将是M CU发展的又一新热点,因此具有集成信息安全功能的CPU和大规模数据计算处理模块设计平台将会得到M CU设计用户的欢迎。
意法(S T)半导体公司大中国区微控制器事业部市场经理曹锦东补充道:未来是节能和环保的世界,对M CU来说,在各种工作状态的功耗水平,以及电机控制技术领先否,是衡量32位M C U是否满足未来发展要求的重要指标之一。
同时,未来也是网络的时代,丰富的通讯接口也是一个重要的发展趋势。
另一方面,在消费电子领域,用户体验性和友好的操作界面将变得越来越重要。
高性能ARM中国总裁谭军博士说,从市场需求来看,我们认为32位M C U的发展趋势将围绕性能、通讯功能和用户界面三个方面。
“内核高性能及低功耗技术是各厂家关注的重点。
”M I PS科技公司战略营销经理I an A nder t on说,M C U开发人员必须尽可能以最低的成本创建高性能设备。
为了实现该目标,他们需要有效的电源管理解决方案和确定性操作。
他们也需要一个能够减少应用程序代码长度的架构,反过来可以减少所需闪存,进而降低设备成本。
为了充分实现复用并满足不同的应用需求,开发人员也需要一个具有高度可配置性和灵活性的标准架构。
随着业界向32位M C U过渡,他们也需要各种外设,包括U SB、H D M I和音频编解码器等高性能输入/输出。
N EC电子中国应用技术部部长赵明宇说,32位的M CU在通用的基础上,将来会向更低功耗,应用专门化、可重用性等方面发展;在此基础上,与之匹配的A l l Fl ash化、安全性等方面的技术也日益显得重要起来。
伺服电机中32位MCU的应用本文以32位变频用MCU V850E/IX3 UPD70F3454为例,阐述其在交流伺服系统中的应用。
伺服机在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。
是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确。
将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
关于瑞萨电子UPD70F3454UPD70F3454是瑞萨电子开发的用于变频控制的32位高性能MCU,使用V850核、RISC架构、5级流水线、内置DSP功能、最大64MHZ,内置256K FLASH ROM及相关外围功能,例如DMA控制器,定时器/计数器,串行接口UART、SPI、IIC,A/D,总线控制器,低压检测,片上调试等。
针对变频控制,UPD70F3454提供有2组六相PWM输出、两组独立的12位AD转换器,内置比较器和运放,两组编码器输入计数器,高度集成了伺服电机控制所需的外围设备,并且可以实现用一个MCU实现对两个伺服电机的控制。
系统原理1、系统硬件结构:基于UPD70F3454的伺服控制系统硬件如下图。
主要包括:⑴、MCU UPD70F3454及其周边电路,3454为核心控制器,接收外部信号,判断系统的工作模式,并转换成逆变器的开关信号输出,隔离后后驱动IPM,EEPROM用于参数的保存和用户信息的存储。
RS232模块负责与上位机进行通信,或者直接通过上位机发送速度、方向控制信息;编程、调试可以通过MINICUBE、MINICUBE2、PG-FP5。
⑵、IPM驱动电路,MCU输出6相PWM信号,经过光耦隔离传送、IPM全桥逆变输出,驱动伺服电机工作的强电电路。
⑶、电流采样,系统至少需要采样两相电流,如Ia和Ic,采样电路的信号经3454内部AD模块的运放、比较器后进行模数转换。
⑷、转子位置检测,由增量式光电编码器输出的正交编码信号A、B、Z输入至MCU的TMT 模块,可以判断电机转子的位置和电机转速信号。
瑞萨为汽车电子多方面提供最佳MCU和技术支持崛田慎吉时间:2009年03月13日字体: 大中小关键词:<"cblue" "/search/?q=瑞萨" target='_blank'>瑞萨<"cblue" "/search/?q=仪表板" target='_blank'>仪表板<"cblue""/search/?q=汽车电子" target='_blank'>汽车电子<"cblue" "/search/?q=图形仪表板"target='_blank'>图形仪表板<"cblue""/search/?q=多核" target='_blank'>多核?? <"cblue" "/search/?q=瑞萨" title="瑞萨">瑞萨的汽车用MCU已有25年以上的历史。
瑞萨在2007年的世界汽车用MCU中占有20 %的市场份额。
瑞萨的汽车用MCU被Bosch、Continental、Delphi、TRW、Aisin和Denso等世界主要的<"cblue""/search/?q=汽车电子" title="汽车电子">汽车电子制造商所采用。
这些汽车电子制造商的产品又被世界上的汽车制造商所采用。
对汽车来说,质量和性能最为重要,汽车制造商、汽车电子制造商对瑞萨的汽车用MCU所具备的高质量、高性能给予了很高的评价。
由于取得了这些实际成绩,瑞萨又从当时尚未使用瑞萨产品的汽车电子制造商那里获得了许多贸易合同,这些汽车电子制造商正在使用瑞萨的汽车用MCU进行汽车电子产品的开发。
责任编辑:王莹满足多种电机控制的元器件解决方案Component solutions for multiple motor control刘 涛 (瑞萨电子中国物联网及基础设施事业部 统括经理)摘 要:介绍了电机控制的应用概况,以及瑞萨的元器件解决方案。
关键词:电机;MCU;功率;模拟器件1 电机的应用概况电机类应用处于高速发展的过程,在生活中几乎随处可见。
针对于不同的应用需求,各种类型的电机在其中发挥了各自的作用。
特别是直流无刷电机(BLDC )、伺服电机、三相异步电机及新兴的旋转变压器,得到了越来越广泛的应用。
直流无刷电机拥有线性度好、调速范围广、低噪声、长寿命等优点,被广泛地采用到消费类和工业类市场;伺服电机拥有控制精度高、响应速度快、低速特性好等优点,被广泛地采用到运动控制、数控机床等市场;三相异步电机得益于其结构简单、使用方便、成本低等优点,被广泛应用在水泵、鼓风机、家用电器等市场;而新兴的旋转变压器,拥有高扭矩、高精度、环境耐受性好、小型化等优点,可完全替代光电编码器,被广泛应用在伺服控制系统、机器人、汽车、建筑等领域的角度及位置检测系统中,尤其是高温、严寒、潮湿、高震动、尘埃等光电编码器无法正常工作的场合。
2 瑞萨的MCU解决方案作为电机驱动核心之一的MCU 芯片,在系统中起着至关重要的控制作用。
电机应用的日益发展也带来瑞萨电子中国物联网及基础设施事业部 统括经理刘 涛了对控制MCU 的更高要求,主要集中在高性能、实时性、可靠性、小型化等方向。
瑞萨电子利用多年积累的丰富半导体及电机控制技术,不仅为客户提供高性价比的控制MCU 、功率及模拟器件,更打造了多种类型的电机评估套件及完整解决方案,帮助客户更快捷更有效地开发电机产品。
瑞萨电子针对于家用电器的直流无刷电机解决方案,经过市场的长期验证,已经广泛地应用在变频空调、洗衣机、冰箱、风机、电动工具等市场。
针对伺服电机推出的RZ /T 高端MPU 方案,得到了多个伺服厂商的一致认可。
伺服系统应用于哪儿_伺服系统应用实例伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。
它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。
本文首先介绍了伺服系统的组成,其次介绍了伺服系统的特点、作用及分类,最后阐述了伺服系统应用领域、应用趋势及实例,具体的跟随小编一起来了解一下。
伺服系统组成系统主要由触摸屏、PLC、伺服驱动器、永磁同步伺服电机组成,其中伺服电机是运动的执行机构,对其进行位置、速度和电流三环控制,从而达到用户的功能要求。
伺服系统的特点、作用及分类特点1、精确的检测装置:以组成速度和位置闭环控制;2、有多种反馈比较原理与方法:根据检测装置实现信息反馈的原理不同,伺服系统反馈比较的方法也不相同。
常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种;3、高性能的伺服电动机(简称伺服电机):用于高效和复杂型面加工的数控机床,伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。
要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大,以产生足够大的加速或制动力矩。
要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳,以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节;4、宽调速范围的速度调节系统,即速度伺服系统:从系统的控制结构看,数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统,其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后,再通过调速系统驱动伺服电机,实现实际位移。
数控机床的主运动要求调速性能也比较高,因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。
主要作用1、以小功率指令信号去控制大功率负载;2、在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动;3、使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录和指示仪表等。
基于瑞萨MCU的步进电机转速控制设计牛国锋;王启元;常晋义;朱苗苗【摘要】研究了基于瑞萨MCU的步进电机控制系统的实现过程,采用瑞萨78KOR/KG3 upd78F1166微控制器和东芝驱动步进电机驱动器作为主要硬件,在CubeSuite软件环境下实现一种单极驱动和双极驱动电机控制系统。
根据需要实时对步进电机工作方式进行设置,具有实时性和交互性的特点。
%The paper studies the realization of stepping motor control system based on renesas MCU, uses Renesas 78KOR/KG3 UPD78F1166 MCU and Toshiba drive stepper motor as its main hardware, achieves a single stage drive and bipolar drive motor control system in CubeSuite software environment. This design sets the work mode of stepping motor in real time according to needs , which has the characteristics of real-time and interactivity.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】4页(P30-32,35)【关键词】MCU;步进电机;控制【作者】牛国锋;王启元;常晋义;朱苗苗【作者单位】常熟理工学院计算机科学与工程学院,江苏常熟 215500;常熟理工学院计算机科学与工程学院,江苏常熟 215500;常熟理工学院计算机科学与工程学院,江苏常熟 215500;常熟理工学院计算机科学与工程学院,江苏常熟215500【正文语种】中文【中图分类】TP272为响应中国“低碳社会”建设大潮,倡导建设绿色智能社会的核心,研究瑞萨微控制器在全球领先的“绿色环保MCU”及其扩展功能具有重要价值和意义。
无刷电机属于自換流型(自我方向轉換),因此控制起来更加复杂。
BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。
对于闭环速度控制,有两个附加要求,即对于转子速度/或电机电流以及PWM信号进行测量,以控制电机速度功率。
BLDC电机可以根据应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。
大多数应用仅要求速度变化操作,将采用6个独立的边排列PWM信号。
这就提供了最高的分辨率。
如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转,推荐使用补充的中心排列PWM信号。
为了感应转子位置,BLD C电机采用霍尔效应传感器来提供绝对定位感应。
这就导致了更多线的使用和更高的成本。
无传感器BLDC控制省去了对于霍尔传感器的需要,而是采用电机的反电动势(电动势)来预测转子位置。
无传感器控制对于像风扇和泵这样的低成本变速应用至关重要。
在采有BLDC电机时,冰箱和空调压缩机也需要无传感器控制。
空载时间的插入和补充大多数BLDC电机不需要互补的PWM、空载时间插入或空载时间补偿.可能会要求这些特性的BLDC应用仅为高性能BLDC伺服电动机、正弦波激励式BLDC电机、无刷AC、或PC同步电机。
控制算法许多不同的控制算法都被用以提供对于BLDC电机的控制。
典型地,将功率晶体管用作线性稳压器来控制电机电压。
当驱动高功率电机时,这种方法并不实用.高功率电机必须采用PWM控制,并要求一个微控制器来提供起动和控制功能.控制算法必须提供下列三项功能:•用于控制电机速度的PWM电压•用于对电机进整流换向的机制•利用反电动势或霍尔传感器来预测转子位置的方法脉冲宽度调制仅用于将可变电压应用到电机绕组。
有效电压与PWM占空度成正比。
当得到适当的整流换向时,BLDC的扭矩速度特性与一下直流电机相同.可以用可变电压来控制电机的速度和可变转矩.功率晶体管的换向实现了定子中的适当绕组,可根据转子位置生成最佳的转矩。
在一个BLDC电机中,MCU必须知道转子的位置并能够在恰当的时间进行整流换向。