五

RA6T2電機開發解決方案

下一個主要問題是如何構建電機控制的評估環境。RA6T2有多種解決方案可滿足開發人員的需求。

電機控制套件MCK-RA6T2

用于評估RA6T2以及使用其進行開發的硬件參考套件

■ 包含電機運轉所需的全部組件的一站式套裝

逆變器板可通過連接器直接連接到配備RA6T2的CPU板。此外，其中還包含一部BLDC電機，因此用戶開箱即可啟動電機運轉。

■ 豐富的示例代碼和開發工具可供使用

不僅電機控制程序已預先燒錄到MCU中，讓用戶獲得了良好的體驗，而且還編制了各種應用筆記并在網站上提供。提供的所有示例程序都可以在此工具包上運行。

MCK-RA6T2概述

名稱	MCK-RA6T2（瑞薩適用于RA6T2 MCU系列的靈活電機控制套件）
產品型號名稱	RTK0EMA270S00020BJ
板上CPU	RA6T2 (R7FA6T2BD3CFP)
所含組件	■電機控制CPU板 ■48V/10A逆變器板 ■適用于瑞薩MCU的COM板 ■BLDC電機 ■附件（USB線纜、COM線纜、腳墊、螺釘）
接口	■霍爾傳感器、編碼器、電感式傳感器 ■CAN、SPI ■用戶接口（軟件、LED和可變電阻器）

MCK-RA6T2套件的詳細介紹與購買方式請訪問以下鏈接查看：

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/rtk0ema270s00020bj-mck-ra6t2-renesas-flexible-motor-control-kit-ra6t2-mcu-group

關于電機控制的應用筆記和示例代碼

RA6T2提供關于控制各種電機的應用筆記和示例代碼。可以根據所用的電機類型和控制算法從網站上下載。

■ 應用筆記

我們提供許多不同內容的應用筆記。有些詳細介紹了120度通電方法的控制軟件，該方法基于無傳感器矢量控制來操作各種電機。此外，還有一些應用筆記詳細描述了功能和控制流程，借此說明電機控制開發支持工具“Renesas Motor Workbench”的使用方法，這對用戶的開發和評估工作十分有用。

■ 示例代碼

每篇應用筆記都附帶示例代碼，這些代碼可以下載到MCU中。使用的軟件包和驅動程序多種多樣，MCK-RA6T2是用于RA6T2的電機控制評估板。由于RA6T2主要針對電機控制，因此其中包含控制算法、系統控制、PWM控制和AD轉換器。

目前，瑞薩電子官網已經發布了10篇關于電機控制的應用筆記，我們會繼續發布更多有助于用戶開發工作的應用筆記。

相關資料

RA6T2 - 120-degree conducting control of permanent magnetic synchronous motor using hall sensors

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-120-degree-conducting-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-using-hall-sensors

RA6T2 - Sensorless 120-degree conducting control of permanent magnetic synchronous motor(Implementation)

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-120-degree-conducting-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-implementation

RA6T2 - Sensorless vector control for permanent magnetic synchronous motor

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-implementation

RA6T2 - Sensorless vector control for permanent magnetic synchronous motor - 1shunt current detection

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-vector-control-one-shunt-permanent-magnet-synchronous-motor-implementation

RA6T2 - Vector control for permanent magnetic synchronous motor with encoder - AB incremental type encoder

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-encoder-implementation

RA6T2 - Sensorless vector control for dual permanent magnetic synchronous motor

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-sensorless-vector-control-dual-permanent-magnetic-synchronous-motor

Renesas RA Family - Digital Filtering using the IIR Filter Accelerator

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/digital-filtering-using-iir-filter-accelerator-application-project

RA6T2 - Accelerators (IIRFA/TFU) performance in motor application

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-accelerators-iirfatfu-performance-motor-application

RA6T2 - Vector control for permanent magnetic synchronous motor with hall sensors

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-vector-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-hall-sensors

RA6T2 - Vector control for permanent magnetic synchronous motor with inductive sensor

https://www.renesas.com/us/en/document/apn/ra6t2-vector-control-permanent-magnetic-synchronous-motor-inductive-sensor

最初應用筆記的內容是基本電機類型與控制方法的組合，后來的發行版本更注重實際應用。

雙電機控制解決方案

解釋了如何使用RA6T2實現無傳感器矢量控制軟件，從而驅動雙永磁同步電機 (PMSM)。由于MCK-RA6T2（即RA6T2的開發套件）的CPU板有兩個用于連接逆變器板的連接器接口，用戶可以準備一個額外的逆變器板，然后立即開始評估。

在家電領域，洗衣機主電機、風扇、風機控制和工業電機需要多部電機，如果用戶無需自行準備評估板即可評估雙電機，將有助于縮短開發周期。

此外，RA6T2配備了專門用于雙電機控制的外設功能，還利用240MHz的高CPU性能實現了具有低系統負載的雙電機控制。立即獲取此套件和應用筆記，親身體驗RA6T2的高性能

加速器 (IIRFA/TFU)

在電機應用中的性能

此應用筆記用于評估RA6T2內置的IIRFA和TFU在縮短處理時間方面的效果。可以測量和比較以下兩種情況的處理時間：使用IIRFA和TFU處理示例代碼和不使用二者處理以C源代碼編寫的示例代碼。程序結構如下：

即使參考用戶手冊，也很難估計MCU中內置的硬件加速器的性能。但是，此應用筆記包含相關指南和利用加速器的示例項目，使用戶能夠通過實際測量來衡量加速器的性能。由于IIRFA和TFU各自擅長處理的模塊不同，我會針對目標處理進行說明。

IIRFA測量的濾波器處理

（陷波濾波器和低通濾波器）

陷波濾波器可以去除特定的諧振頻率分量。它用于伺服電機和機械臂的阻尼控制。此外，二階低通濾波器的截止頻率易于調整，因此它常與運算放大器配合使用。此應用在以下情況下對這些運算進行比較：(1) 未使用 IIRFA，(2) 使用FSP API，以及 (3) 直接設置輸入數據寄存器。IIRFA可以有效完成多級處理，在使用帶5級陷波濾波器的API時，運算的完成時間可縮短4/5，而直接使用寄存器時，運算時間可縮短20/21。

TFU測量處理（dq轉換）

在矢量控制中，利用實際相電流求得有功電流（q軸電流）和無功電流（d軸電流）的計算稱為dq轉換。發生此轉換時的sin和cos運算使用TFU進行測量。使用和不使用TFU的測量和比較結果亦如下所示。可以看出，使能TFU之后軟件的執行時間可減少至一半。

一般來說，硬件加速器會將很多運算模塊與供應商特定的算法相結合，因此對用戶來說，移植現有軟件非常困難，并且可能無法獲得預期的性能。另一方面，RA6T2對使用IIRFA和TFU的電機控制均適用，但其特性之一是實現方式靈活，它是用于基本處理的硬件加速，因此任何用戶都可以使用。請參見該應用筆記，體驗IIRFA和TFU的易用性和高性能。

電機控制開發支持工具3.0

(Renesas Motor Workbench 3.0)

Renesas Motor Workbench是一款面向電機控制的調試工具。用戶可以利用分析儀功能讀寫微控制器內部的變量，并顯示變量的波形。調諧器功能可以識別電機參數，自動獲取矢量控制中使用的控制參數。Renesas Motor Workbench具有直觀的GUI，即使是初學者也可以輕松上手操作電機。

QE for Motor

QE for Motor是一款軟件開發支持工具，用戶只需按照提供的工作流程操作即可開發用于電機控制的軟件。它可以作為瑞薩電子集成開發環境e2 studio的擴展免費下載。通過關聯靈活配置軟件包 (FSP)，用戶可以高效地設置用于電機控制的中間件和驅動程序，同時檢查具有分層結構的配置圖。

QE for Motor還可與Renesas Motor Workbench配合使用，后者可以對電機進行調整和分析。Renesas Motor Workbench所需的設置可自動化完成，用戶只需按一下按鈕即可使用這些功能。

六

總結

新一代電機控制系統變得日益復雜，功能也越發豐富，同時還需要大幅降低成本。RA6T2可以實現控制、多任務處理和著眼于新一代的平臺開發，從而以優異的性能和多種軟件包部署來滿足客戶的需求。此外，我們還提供各種評估和開發解決方案，旨在為實現高性能電機控制設備系統和縮短開發周期提供一條捷徑。

七

資源

RA6T2產品頁面

https://www.renesas.com/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra6t2-240mhz-arm-cortex-m33-trustzone-high-real-time-engine-motor-control

RA6T2電機評估和開發套件MCK-RA6T2工具頁面

https://www.renesas.com/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/rtk0ema270s00020bj-mck-ra6t2-renesas-flexible-motor-control-kit-ra6t2-mcu-group

電機控制開發支持工具Renesas Motor Workbench 3.0

https://www.renesas.com/jp/ja/document/swo/motor-control-development-support-tool-renesas-motor-workbench-30

QE for Motor：電機應用開發輔助工具

https://www.renesas.com/software-tool/qe-motor-development-assistance-tool-motor-applications