Como obter alta eficiência e miniaturização em aplicações de motores

A eficiência energética está se tornando cada vez mais importante para resolver os problemas ambientais globais e realizar uma sociedade sustentável que torna as tecnologias de economia de energia cada vez mais importantes em todo o mundo. Os motores geralmente consomem a maior quantidade de energia nas aplicações, portanto, podemos reduzir facilmente a perda de energia e contribuir para a economia de energia por meio do controle do inversor de alta precisão.

Para conseguir isso, a Renesas desenvolveu dois novos MCUs de controle de motor na família RA de microcontroladores de 32 bits com núcleo Arm®. (Figura 1) A linha de soluções de alto desempenho e pacotes compactos é mais adequada para aplicações de consumo, industriais e outras que requerem controle de inversor de alta precisão, apesar das restrições de espaço do sistema. Os grupos RA4T1 e RA6T3 permitem menor consumo de energia em várias aplicações, contribuem para diminuir o consumo de energia e ajudam a melhorar o meio ambiente global.

Os MCUs RA4T1 e RA6T3 são otimizados para um equilíbrio de desempenho, funcionalidade e preço para controle de inversor único. Estes são equipados com um núcleo Arm® Cortex®-M33 operando em até 200 MHz (100 MHz para RA4T1) com recursos para realizar controle de inversor de alta precisão, incluindo unidade de função trigonométrica do acelerador de hardware, temporizador de 16 bits com suporte para saída PWM complementar, Conversor A/D de 12 bits com função sample & hold de 3 canais dedicada, bem como amplificador e comparador de ganho programáveis. Um recurso de segurança para proteger o circuito do inversor, uma função de habilitação de saída de porta, também é fornecido para desligar a saída PWM. Inclui USB 2.0 FS Device (somente RA6T3), CAN FD e I3C, entre outras interfaces de comunicação.

Os grupos RA4T1 e RA6T3 oferecem o equilíbrio ideal entre desempenho, funcionalidade e preço e podem ser usados ​​em uma ampla variedade de aplicações de controle de inversores industriais e de consumo. Por exemplo, o menor pacote do grupo RA4T1 é um QFN de 32 pinos de 5 x 5 mm, adequado para pequenas ferramentas elétricas. O grupo RA6T3, mais potente, pode executar simultaneamente funções de controle e comunicação de alta velocidade e em tempo real, tornando-o adequado para aplicações como e-bikes, que requerem controle do motor e comunicação com um painel de exibição. Esses dispositivos também são adequados para aplicações como aspiradores de pó, fogões de indução, máquinas de lavar, ventiladores, bombas, inversores de uso geral, impressoras térmicas e pequenos robôs.

O ambiente de avaliação RA4T1 e RA6T3 inclui uma escolha de ambientes de desenvolvimento integrados, incluindo e² studio, Keil® MDK e IAR EWARM, que podem ser usados ​​para toda a família RA em geral. O pacote de software flexível (FSP), que inclui BSP, driver HAL, middleware para controle de motor e vários sistemas operacionais embarcados, está disponível para o desenvolvimento de sistemas embarcados usando a família RA. O FSP facilita a implementação de software complexo e contribui para reduzir o tempo de desenvolvimento de software.

Fornecemos kits de desenvolvimento de controle de motor MCK-RA4T1 e MCK-RA6T3 para fácil avaliação de sistemas de controle de motor. Os kits incluem uma placa de CPU, placa de inversor, motor BLDC e código de amostra conforme descrito abaixo. A placa da CPU sozinha pode ser utilizada para avaliar as funções periféricas do MCU e, por ser equipada com um conector Pmod, pode ser conectada a uma placa de sensores, módulo de comunicação sem fio ou outros, proporcionando excelente capacidade de expansão.

Fornecemos a ferramenta de suporte ao desenvolvimento de software QE for Motor para fácil operação de configurações, ajuste e análise necessários para o desenvolvimento de software de controle de motor de acordo com o fluxo de trabalho (canto superior esquerdo na Figura 3). Ele permite a configuração eficiente de middleware e drivers do motor enquanto verifica o diagrama de estrutura hierárquica (canto superior direito na Figura 3) em conjunto com o FSP.

O QE for Motor está vinculado a uma ferramenta de suporte ao desenvolvimento do controle do motor, o Renesas Motor Workbench. Isso permite que os sinais de controle do motor sejam exibidos em um PC como um osciloscópio e as variáveis ​​de controle do motor podem ser atualizadas na GUI sem parar o motor (Fig. 3, canto inferior esquerdo). Em outras palavras, a ferramenta QE for Motor permite o desenvolvimento de software em um ambiente integrado e ajuda a reduzir o tempo de desenvolvimento.