瑞薩AIR-CON-ODU-REF

瑞薩AIR-CON-ODU-REF是搭載RX26T MCU的空調(diào)室外機的整體解決方案評估套件。通過將該套件與通信板和外圍設(shè)備相連接，可以實現(xiàn)對空調(diào)室外機的控制。

該套件中的軟件控制方案具有以下特點：

停止和低速運行期間開環(huán)啟動

在中高速運行期間使用反電動勢觀測器的永磁無傳感器矢量控制（單電阻和三電阻模式）

高速運行期間弱磁控制和最大扭矩控制（MTPA）

扭矩振動抑制功能、失步檢測和風(fēng)機的逆風(fēng)啟動

單相和交錯PFC控制（功率因數(shù)校正和升壓功能）

該套件中的逆變器板MCI-HV-AC具有以下特點：

支持單相交流輸入（AC 100V~240V，50/60Hz）

支持雙電機控制（壓縮機、風(fēng)機）

配備過電流檢測功能、過電壓保護功能和過熱檢測功能

配備四通閥和膨脹閥控制接口、溫度傳感器接口和空調(diào)室內(nèi)機通信接口

1配置硬件環(huán)境

MCI-HV-AC逆變器板可以使用單相100至240 VAC、50/60Hz作為輸入電源，可同時驅(qū)動空調(diào)室外機中的壓縮機和風(fēng)機。

圖1 硬件配置

逆變器板的布局和接口如圖2所示，其搭建可按以下步驟：

（1）連接通信板

使用通信電纜將通信板連接到逆變器板，并通過USB Type C將通信板和電腦PC連接，可通過SCI來使用Renesas Motor Workbench進行系統(tǒng)調(diào)試。

（2）連接馬達1（壓縮機）

將電機的U、V和W三相對應(yīng)連接到電機連接器CN3標注的U、V和W相。

（3）連接馬達2（風(fēng)機）

將電機的U、V和W三相對應(yīng)連接到電機連接器CN4標注的U、V和W相。

（4）連接電源

將交流電源連接到逆變器板的電源端子CN1，將L連接到CN1的引腳1，將N連接到引腳2，如圖3所示。

圖2 逆變器板的布局和接口

圖3 交流電源連接器

2配置軟件環(huán)境

瑞薩開發(fā)環(huán)境CS+和e2studio都可以用于RX26T CPU開發(fā)和調(diào)試。可在官網(wǎng)下載。

CS+ | Renesas

https://www.renesas.com/en/software-tool/cs

e2studio | Renesas

https://www.renesas.com/en/software-tool/e2-studio

在PC上安裝開發(fā)環(huán)境后，可在官網(wǎng)下載示例程序

AIR-CON-ODU-REF-Dual Motor Control with Interleaved PFC for Air Conditioner Outdoor Unit Reference Design | Renesas

https://www.renesas.com/en/design-resources/reference-designs/air-con-odu-ref

3運轉(zhuǎn)電機

運轉(zhuǎn)電機的操作步驟如下：

（1）程序下載連接

通過USB電纜將PC連接到仿真器，仿真器連接到逆變器板并為其提供5V電源。在開發(fā)環(huán)境中（CS+或e2studio）編譯示例程序，并將程序下載到逆變器板。

圖4 下載程序連接示例

請注意：逆變器板的USB端口沒有電氣隔離，在下載程序后，一定要從逆變器板拔除USB電纜。

（2）電機運轉(zhuǎn)連接

使用通信板MC-COM將PC連接到逆變器板。逆變器板通過UART連接到PC，可以通過COM端口從PC進行操作。MC-COM在逆變器和PC之間提供電氣隔離，在高壓環(huán)境中也可以安全使用。

圖5 電機運行連接示例

（3）安裝并配置Renesas Motor Workbench

使用Renesas Motor Workbench（RMW）作為PC端電機控制工具，可發(fā)送啟停指令、轉(zhuǎn)速指令等。RMW可以從瑞薩官網(wǎng)下載。

Renesas Motor Workbench | Renesas

https://www.renesas.com/en/design-resources/reference-designs/air-con-odu-ref

如果對示例程序進行了更改并重新編譯，則變量等的地址信息可能會發(fā)生改變，因此需要在RMW中更新和注冊Map文件。

圖6 Map文件注冊設(shè)置和設(shè)置確認窗口

RMW還需要設(shè)定傳輸速率921,600bps和時鐘8,000,000Hz。

圖7 RMW中的通信設(shè)置

（4）接通電源

打開100V-240V AC 50/60Hz電源，接通電源后，涌流保護繼電器自動接通，母線電壓自動升至330V。

（5）啟動RMW

在RMW上選擇與通信板MC-COM對應(yīng)的COM端口，打開Analyzer以確認通信連接正確。

圖8 RMW連接界面

（6）運轉(zhuǎn)電機

首先需要檢查PFC是否正常工作，檢查“g_st_pfc_manager.u2_run_mode”是否設(shè)置為3。確認后可按以下步驟操作運轉(zhuǎn)電機：

點擊[Read]按鈕，確認“g_st_sensorless_vector_a/b.f4_vdc_ad”大約是330V。

確認“g_st_sensorless_vector_a/b.u2_error_status”為0。如果不為0，需清除錯誤狀態(tài)，參考步驟（8）。

確認在“com_u1_system_mode_a/b”和“com_f4_ref_speed_rpm_a/b”的[W?]列中打勾。

在“com_f4_ref_speed_rpm_a/b”的[Write]列中輸入轉(zhuǎn)速指令。

在“com_u1_system_mode_a/b”的[Write]列中輸入“1”。

點擊[Write]按鈕。

確認電機已啟動運轉(zhuǎn)。

圖9 電機運轉(zhuǎn)步驟

（7）停止電機

按照以下步驟停止電機：

在“com_u1_system_mode_a/b”的[Write]列中輸入“0”。

點擊[Write]按鈕。

確認電機已停止。

圖10 電機停止步驟

（8）異常停機處理

如果電機因為錯誤停機，可通過以下操作來清除錯誤狀態(tài)。一旦清除錯誤狀態(tài)，就可以恢復(fù)操作。

檢查電機錯誤狀態(tài)“g_st_sensorless_vector_a/b.u2_error_status”和PFC錯誤狀態(tài) “g_st_PFC_manager.u2_error_status”的值，確認停機原因。

當發(fā)生PFC控制錯誤時，在“com_u1_PFC_error_cancel_flg”的[Write]列輸入“1”。

點擊[Write]按鈕。

當發(fā)生電機控制錯誤時，檢查PFC控制中是否發(fā)生錯誤，并在“com_u1_system_mode_a/b”的[Write]列輸入“3”。

點擊[Write]按鈕。

圖11 錯誤清除步驟

（9）關(guān)閉系統(tǒng)

確認電機已經(jīng)停止后，關(guān)閉電源停止供電。

請注意：在確認母線電壓已從330 VDC下降到42 VDC以下之前，請不要連接或斷開電線或電纜，不要觸碰逆變器板，保證安全。

瑞薩AIR-CON-ODU-REF空調(diào)室外機整體解決方案，與逆變器板MCI-HV-AC、通信板結(jié)合使用，提供永磁電機permanent magnet motors（PM）的無傳感器矢量控制示例程序來評估和開發(fā)雙電機控制，以方便客戶快速開發(fā)自己所需的雙電機控制系統(tǒng)。