在伺服系統(tǒng)中，由于交流永磁同步電機具備十分優(yōu)良的低速性能,、可以實現(xiàn)弱磁高速控制,，調速范圍寬廣、動態(tài)特性和效率都很高,，已經成為伺服系統(tǒng)的主流之選,。目前永磁同步交流伺服技術已成為工業(yè)自動化的支撐技術之一。

　　本文以瑞薩電子 32位變頻用MCU V850E/IX3 UPD70F3454為例,，闡述其在交流伺服系統(tǒng)中的應用,。

　　關于瑞薩電子UPD70F3454

　　UPD70F3454是瑞薩電子開發(fā)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 FLASH ROM及相關外圍功能，例如DMA控制器,，定時器/計數(shù)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(shù)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(xiàn)用一個MCU實現(xiàn)對兩個伺服電機的控制,。

　　系統(tǒng)原理

　　1,、系統(tǒng)硬件結構：

　　基于UPD70F3454的伺服控制系統(tǒng)硬件如下圖,。主要包括：

　　⑴,、MCU UPD70F3454及其周邊電路,，3454為核心控制器，接收外部信號,，判斷系統(tǒng)的工作模式,，并轉換成逆變器的開關信號輸出，隔離后后驅動IPM,，EEPROM用于參數(shù)的保存和用戶信息的存儲,。RS232模塊負責與上位機進行通信,，或者直接通過上位機發(fā)送速度,、方向控制信息；編程,、調試可以通過MINICUBE,、MINICUBE2、PG-FP5,。

　?、啤PM驅動電路,，MCU輸出6相PWM信號,，經過光耦隔離傳送、IPM全橋逆變輸出,，驅動伺服電機工作的強電電路,。

　　⑶,、電流采樣,，系統(tǒng)至少需要采樣兩相電流，如Ia和Ic,，采樣電路的信號經3454內部AD模塊的運放,、比較器后進行模數(shù)轉換。

　?、?、轉子位置檢測，由增量式光電編碼器輸出的正交編碼信號A,、B,、Z輸入至MCU的TMT模塊，可以判斷電機轉子的位置和電機轉速信號,。

　?、?、傳感器信號的輸入，包括脈沖量輸入,、模擬輸入,、開關輸入等及與其他MCU的通信。

圖： 瑞薩電子UPD70F3454伺服控制硬件結構圖

　　2,、特點及優(yōu)勢：

　?、佟⒕毜娜珨?shù)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,。

　?、凇⒌土南到y(tǒng)成本,。UPD70F3454搭載有上電清零,、電壓檢測、穩(wěn)壓器,、4個運放,、8個比較器、編碼器接口等豐富外設資源,。

　?、邸⒇S富周邊功能,。5V單電源,、外部總線、DMA控制器,。

　?、堋⑻峁┌踩?、安心的高端變頻電機*價系統(tǒng),，對系統(tǒng)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(tǒng)上進行二次開發(fā)。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(shù)字伺服控制系統(tǒng)而優(yōu)化的指令,。本文基于UPD70F3454的伺服控制系統(tǒng),，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(xiàn)伺服的全數(shù)字化的控制,。而低成本高性能的MCU控制特性使得該系統(tǒng)具有很好的應用前景,。

　　目前，UPD70F3454已在客戶的通用伺服,、紡織機械,、縫紉機得到普遍應用。詳細的產品資料及技術支持請聯(lián)系瑞薩電子授權代理商世強電訊,。