【应用】基于32位高性能MCU R7S910025伺服电机控制，简化电路设计

时间： 2019-07-10 来源：世强作者：Nick

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，调速范围宽广并具有动态特性和效率等特点，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。

针对该应用，本文以瑞萨电子32位MCU R7S910025为例，介绍一种低成本，电路设计简单的伺服电机控制方案，其伺服控制系统硬件电路如下图。

伺服电机控制方案主要包括：

1）核心控制器R7S910025，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，通讯模块负责与其它设备通信，或者直接通过上位机发送速度、方向控制信息。

2）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，驱动伺服电机工作电路。

3）电流采样，系统至少需要采样两相电流，采样电路的信号经MCU内部AD模块进行模数转换。

4）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，以判断电机转子的位置和电机转速信号。

5）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。

基于32位MCU R7S910025伺服控制系统硬件框图

图：基于32位MCU R7S910025伺服控制系统硬件框图

其中，R7S910025是瑞萨电子开发的RZ/T1系列的32位高性能MCU，ARM Cortex-R4F内核,主频450MHz,包含片上的浮点运算单元、1M的片上SRAM扩展,丰富的通信接口，如：以太网MAC、EtherCAT，高速USB2.0，及SPI、IIC等接口。针对伺服电机控制，R7S910025提供了12通道的PWM输出、两组独立的12位AD转换器、∆Σ接口等。

基于R7S910025的伺服控制系统，充分利用MCU内部资源情况下，电路设计简单、外围器件少，满足矢量控制的实时要求，可实现伺服的全数字化的控制。而低成本高性能的MCU控制特性使得该系统具有很好的应用前景。

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用户80377378 Lv3 2018-12-04

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