使用RL78系列实现无刷电机控制

我们身边有很多内置电机的产品，比如空调、吸尘器、电风扇。随着机器人、无人机和电动汽车等有望在未来对社会产生重大影响的汽车越来越普及，将使用更多的电机。

如上所述，我们熟悉的电机根据结构分为几种类型。其中，无刷电机在家庭/工业应用中的应用越来越广泛。无刷电机的特点是效率高、可维护性和可控性。近年来，随着对环境问题的日益关注，人们期望使用可以高效驱动的无刷电机。正如“无刷”电机的名称所暗示的那样，没有电刷与转子接触，因此无需担心电刷磨损，从而降低了维护频率和成本。有刷电机由于其结构机制而具有在没有驱动电路的情况下持续施加扭矩的电刷和换向器，而无刷电机则没有这样的电刷和换向器。反而，

无刷电机常用的控制方式有两种：120度导通控制和矢量控制。120 度导通控制使用六种电压模式来驱动电机。这种控制方式对MCU的操作相对较少，但由于作用在转子上的转矩角度不恒定，可能会引起振动和噪音。另一方面，矢量控制是一种控制方法，其中作用在转子上的转矩始终沿垂直方向。这种方法需要在MCU上进行大量的运算，但它的特点是速度纹波小。由此，矢量控制倾向于用于需要精确控制的应用中。

RL78是一款低功耗的 8/16 位 MCU。在 RL78 系列中，RL78/G1F、RL78/G14、RL78/G1G和RL78/G1M常用于电机控制。以下是各 MCU 的特点。

RL78/G1F ： 具有增强电机控制功能的多功能 MCU

RL78/G14 ： 具有广泛的引脚、存储器大小和封装类型的通用 MCU

RL78/G1G ： 内置模拟外围功能的小型系统 MCU

RL78/G1M ： 具有电机控制所需的最少功能的紧凑型 MCU

需要少量计算的120度传导控制可以与所有这四个MCU一起使用。另一方面，需要较大计算量的矢量控制则由上述MCU中计算能力相对较高的RL78/G1F和RL78/G14来实现。除了这些控制方法之外，我们还利用 RL78/G1F 的模拟外围功能开发解决方案，例如初始位置检测（在旋转开始前无需传感器估计转子角度），以及高速旋转解决方案使用比较器进行 120 度导通控制。

我们提供了实现这些控制方法的示例软件。使用 120 度传导控制示例软件，可以使用霍尔传感器或不使用传感器进行速度控制。此外，对于矢量控制，我们准备了两种类型的示例软件，它们使用一个或三个分流电阻器进行无传感器速度控制，用于电流检测。我们还提供上述初始位置检测和高速旋转解决方案作为可用于特定应用的示例软件。此外，我们计划发布用于高压应用的新型无传感器矢量控制示例软件。此示例软件在 Desk Top Laboratories Inc. 制造的“T1003-A”高压逆变器板（输入电压范围：AC 85 – 265 ［Vrms］，额定输出电流：AC 1 ［Arms］）上运行。

我们还提供各种开发支持工具来支持电机控制解决方案的开发。电机控制评估工具 Renesas Motor Workbench （RMW） 可以测量电机特性参数，并将记录在 MCU 内部 RAM 中的变量信息显示为波形等。此外，通过使用称为配置文件生成器 （CFG） 的移植支持工具），使用客户准备的开发环境驱动电机时，可以自动重新设计电机控制参数。

图像