在伺服系統中,由于交流永磁同步電機具備十分優良的低速性能、可以實現弱磁高速控制,調速范圍寬廣、動態特性和效率都很高,已經成為伺服系統的主流之選。目前永磁同步交流伺服技術已成為工業自動化的支撐技術之一。
以瑞薩電子32位變頻用MCU V850E/IX3 UPD70F3454為例,介紹其在交流伺服系統中的應用。
UPD70F3454是瑞薩電子開發的用于變頻控制的32位高性能MCU,使用V850核、RISC架構、5級流水線、內置DSP功能、最大64MHZ,內置256K
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ROM及相關外圍功能,例如DMA控制器,定時器/計數器,串行接口UART、SPI、IIC,A/D,總線控制器,低壓檢測,片上調試等。針對變頻控制,UPD70F3454提供有2組六相PWM輸出、兩組獨立的12位AD轉換器,內置比較器和運放,兩組編碼器輸入計數器,高度集成了伺服電機控制所需的外圍設備,并且可以實現用一個MCU實現對兩個伺服電機的控制。
特點及優勢:
1.精細的全數字化控制。采用瑞薩電子32位專用變頻MCU,64MHZ CPU和PWM操作時鐘,高精度頻率輸出。
2.低廉的系統成本。UPD70F3454搭載有上電清零、電壓檢測、穩壓器、4個運放、8個比較器、編碼器接口等豐富外設資源。
3.豐富周邊功能。5V單電源、外部總線、DMA控制器。
4.提供安全、安心的高端變頻電機評價系統,對系統各個模塊有軟件的參考代碼,比如PWM、AD、TMT等模塊,用戶可以很方便的在原系統上進行二次開發。并且有電機組強大的支持團隊。
UPD70F3454除了高速實時響應和單時鐘指令外,還支持乘法指令、飽和運算、位操作等為數字伺服控制系統而優化的指令。本文基于UPD70F3454的伺服控制系統,充分利用MCU內部資源情況下,電路設計簡單、外圍器件少,滿足矢量控制的實時要求,實現伺服的全數字化的控制。而低成本高性能的MCU控制特性使得該系統具有很好的應用前景。
32位MCU在伺服電機中的應用