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高電圧モータ制御の設計をもっと簡単に

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Masashi Nishimoto
Masashi Nishimoto
シニアスタッフアプリケーションエンジニア
掲載: 2024年6月14日

モータは、社会の発展と維持に欠かせないものであり、世界の電力消費量の40%を占めるといわれ、私たちの生活に欠かせないものとなっています。 モータを搭載した機器は、小型・高性能・安全なものが求められ、持続可能な開発目標やカーボンニュートラルの実現には、エネルギー効率の高いモータ制御が求められています。

ルネサスは、モータ制御市場向けの組み込み処理技術において長年にわたり業界をリードしてきました。 10年以上にわたり、世界中の数千のお客様に数十億個のモータ制御専用プロセッサを出荷してきた当社は、業界で最も幅広い製品ラインアップと包括的な技術ポートフォリオに加えて、一連の重要な機能を網羅する完全なソリューションを提供しています。

当社は、この伝統を活かして、さまざまな産業、民生機器、ビルオートメーション市場でお客様が直面する問題の解決を支援し続けています。 高電圧が必要な用途向けに、BLDC/誘導モータ用の 高電圧モータ制御ソリューション をリリースしました。 本ソリューションは、評価を簡単に行うことができ、システム開発を簡素化できるインバータボードとサンプルコードで構成されています。 デザインパッケージには、アプリケーションノート、サンプルコード、およびPCのGUI環境が含まれており、お客様の開発をサポートし、ユーザーエクスペリエンスの向上に役立ちます。

このソリューションは RA6T2マイコン に対応しており、近い将来、他のRA,RXモータ制御MCUもサポートする予定です。

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高電圧モータ制御ソリューションのシステム構成
図1.高電圧モータ制御ソリューションのシステム構成

インバータボードの概要

インバータボードは、高電圧(100V/200V)BLDC/誘導モータを使用したモータ制御を容易に評価でき、力率改善(PFC)機能を搭載しています。 インバーターの最大出力は2kW、PFCの出力は1kWで、エアコン、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品に最適です。 また、電源遮断時に内部電荷を急速に放電する機能を備えているため、接続の切り替えなどを短時間で行うことができ、効率よく開発することが可能です。

主な機能

  • 最大入力電圧AC240V、DC390V、最大出力2kW(DC入力時)
  • PFC内蔵:最大出力1kW、シングル/インターリーブ制御
  • 1/3シャント電流検出をサポート
  • 過電流検出、短絡防止、過熱検出、過電圧防止、突入電流防止などの保護機能を搭載
  • 強化絶縁された通信I/Fを備えているため、PCと接続して制御やデバッグを安全に行うことが可能
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高電圧インバータボードのブロック図
図2.高電圧インバータボードのブロック図

また2つのインバータボードを1つのCPUボードに接続してデュアルモータ制御をすることも可能です。強化絶縁されたセンサI/Fを搭載しており、ホールセンサ入力、エンコーダ入力に対応しています。 近日中に、これらの構成をサポートするサンプルコードをリリースする予定です。

サンプルコードとアプリケーションノート

サンプルコードは、デジタルPFC電源制御に対応しています。 PFC制御の設定は、必要な電力仕様や用途に応じて変更または調整できます。 サンプルコードは、主に家電製品に焦点を当てたさまざまなBLDCモータ制御機能を実装しています。

  • 高電圧モータ制御(PFC制御など)と制御方式(ベクトル制御など)を実装したサンプルコードです。
  • トルク振動抑制、フライングスタート、脱調検出、MTPA/弱め磁束制御など、高電圧モータ制御のための特徴的な機能を搭載しています。
  • アプリケーションノートでは、制御方法の説明とMCUへの実装方法を説明しています
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サンプルコードの特徴的な機能
図3.サンプルコードの特徴的な機能

このように家電製品などの高電圧モータや産業用ファン、送風機、ポンプ、コンプレッサなどの高電圧モータを使用するシステムに最適な高電圧モータ制御ソリューションです。

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高電圧モータ制御ソリューションのターゲットアプリケーション
図4.高電圧モータ制御ソリューションのターゲットアプリケーション

高電圧モータ制御ソリューションは、モータパラメータの推定、モータ制御プログラムのデバッグ、解析、チューニングなどを行う開発支援ツール「Renesas Motor Workbench」に対応しています。

詳細またはボードの入手方法については、MCI-HV-1モータ制御インバータボード のページをご覧ください。

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