瑞萨电子32位MCU在伺服电机中的应用.pdf

32 MCU 32 MCU 3322 MMCCUU 瑞萨电子 位 在伺服电机中的应用 刘宗德 应用工程师，世强电讯 在伺服系统中，由于交流永磁同步电机具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控制，调速范围宽广、 动态特性和效率都很高，已经成为伺服系统的主流之选。目前永磁同步交流伺服技术已成为工业自动化的支撑 技术之一。 本文以瑞萨电子 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。 UPD70F3454 UPD70F3454 关于瑞萨电子UUPPDD7700F UPD70F3454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。 ⑸、传感器信号的输入，包括脉冲量输入、模拟输入、开关输入等及与其他MCU 的通信。 深圳世强电讯有限公司 刘宗德 应用工程师 Pow er Supply U P D 7 0 F3454 V D D 、V S S U P D 7 0 F3454 UU PP DD 77 00 F 速度控制 T im e r P C 、上 T I A 2 0 位 机 方向控制 1 2 bit A D C A N I1 0 G P I O 电流反馈、内置运放、比 较 器 与上位机可以通过 A N I1 0 、A N I1