Für Motorsteuerungs-Designs ohne Sensoren
Mit der Motorsteuerungs-Referenzplattform MCRP06 von Renesas lassen sich asynchrone und synchrone Dreiphasen-Motoren bis zu einer Nennleistung von 2 kW über sensorlose feldorientierte Steuer-Algorithmen ansteuern.
Die Plattform von Renesas umfasst zwei Mikrocontroller-Boards, die zur Ansteuerung von Umrichtern dienen. Die eine MCU-Platine nutzt einen SH7125 im 48-Pin-Gehäuse und eignet sich zur Entwicklung von Low-Power-Motorsteuerungen. Die andere MCU-Platine enthält einen SH7286 mit einer Rechenleistung von 200 MIPS. Dank vielfältiger Connectivity-Möglichkeiten (CAN 2.0, USB, 5 x SCI-, 1x SSU- und 1 x I²C-Kanal) ist sie für industrielle Designs mit höherer Leistung gedacht.
Beide Boards besitzen Sicherheitsmechanismen für die Motorsteuerung, wie die Port-Output-Enable-Pins (POE), die eine schnelle und deterministische Reaktionszeit und damit eine sichere und schnelle Abschaltung der sechs Treibersignale gewährleisten. Darüber hinaus erkennt der MTU2 fehlerhafte PWM-Befehle, die zu Kurzschlüssen führen können. Zusätzlich gibt es 22 Register, die als Schutz gegen irrtümliche Software-Manipulationen schreibgeschützt sind sowie eine Ausgangs-Auslesefunktion, um Kurzschlüsse an externen Lasten oder Schaltungen zu erkennen. Dadurch kann der Benutzer den Wert der Ausgangs-Pins auslesen und bei unerwarteten Werten die interne Watchdog-Schaltung auslösen.
Über eine serielle Schnittstelle lässt sich der Motor über einen angeschlossenen PC kalibrieren. Folgende Steuerparameter sind einstellbar: Rotorkonstante, Stator-Phasenwiderstand und -Induktivität sowie Transitenten-Induktivität. Außerdem lassen sich die Koeffizienten des Proportional-Integral-Moduls sowie die Beschleunigungs- und Verzögerungsrampen auf die Anwendungs-Anforderungen anpassen und abstimmen.
Der MCRP06 enthält eine Leiterplatten-Steckerleiste für den E10A-USB-On-Chip-Debugging-Emulator für die Entwicklung, Simulation und das Debugging von beliebiger Software, die auf der SH-MCU ausgeführt werden soll. Ein Debugging ist auch während der Software-Ausführung bei laufendem Motor möglich. Folglich sind die Motor-Betriebsparameter für Hochspannungs-Wechselstrommotoren in Echtzeit veränderbar.
Außerdem nutzt die Referenz-Plattform Modulationstechniken, mit der sich laut Hersteller Schaltverluste um 33 Prozent und dank Totzeit-Kompensationsschaltung auch der Umrichter-Wirkungsgrad um 15 Prozent verbessern lassen.
