在工業(yè)和消費(fèi)領(lǐng)域的電機(jī)控制應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員常常會(huì)面臨由傳統(tǒng)的電機(jī)控制方法所造成的扭矩失步、裕度不足、電量消耗和發(fā)熱量大，噪音和振動(dòng)難以消除等問題。瑞薩電子攜手美蓓亞三美推出了一款基于旋轉(zhuǎn)變壓器的電機(jī)控制解決方案，可有效應(yīng)對(duì)上述問題，并適應(yīng)各種復(fù)雜的工作環(huán)境以實(shí)現(xiàn)電機(jī)精密控制。

2020年底，在由“日本制造業(yè)會(huì)議”和“日刊工業(yè)新聞社” 所頒布的“2020年‘超級(jí)’零部件制造大獎(jiǎng)”中，本套解決方案榮膺“高精度電機(jī)控制”獎(jiǎng)，體現(xiàn)了業(yè)界對(duì)于其在高精度控制領(lǐng)域中取得的突破性成果的高度認(rèn)可。

本套解決方案主要由帶旋轉(zhuǎn)變壓器的步進(jìn)電機(jī)，RX系列微控制器（MCU）和旋轉(zhuǎn)變壓器到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（RDC）IC這三大部分組成。通過結(jié)合RX MCU的驅(qū)動(dòng)程序API，它可對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)增益、相位和角度誤差進(jìn)行自動(dòng)校正，以較低的成本實(shí)現(xiàn)高精度控制，并且在高溫、灰塵污染以及振動(dòng)等惡劣的作業(yè)環(huán)境中保持卓越性能。

美蓓亞三美為本套解決方案提供了一款配備了旋轉(zhuǎn)變壓器的步進(jìn)電機(jī)，它可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的伺服控制，并最大程度地提高了電機(jī)的可用扭矩。同時(shí)其精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)和精密的制造技術(shù)也確保它可應(yīng)對(duì)惡劣的環(huán)境。

作為瑞薩電子RX系列MCU中的一員，RX24T是一款具備片上浮點(diǎn)單元（FPU）的32位MCU，工作頻率可達(dá)80MHz。它適用于雙逆變器控制，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩組電機(jī)并對(duì)復(fù)雜的逆變器控制算法進(jìn)行高效編譯。

RDC IC的作用是將來自旋轉(zhuǎn)變壓器的角度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為MCU可處理的數(shù)字信號(hào)。在本款方案中，RAA3064002GFP可實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)掃描來縮短定位時(shí)間，同時(shí)它支持電壓和電流檢測(cè)方法，并且加入了繞組誤差校正功能。這款器件還可以簡(jiǎn)化RDC周邊電路,以此降低系統(tǒng)的成本。

得益于性能優(yōu)異的器件和與之相配的控制驅(qū)動(dòng)軟件，本套電機(jī)控制方案相較于傳統(tǒng)的開環(huán)控制方法在以下方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升。

? 首先，通過執(zhí)行伺服控制，電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)扭矩最大化以及支持高速旋轉(zhuǎn)，并且可以根據(jù)所需的扭矩選擇電機(jī)而不考慮失步裕度，以此縮小電機(jī)尺寸。

? 其次，在功耗方面，通過使用旋轉(zhuǎn)變壓器執(zhí)行伺服控制，可以顯著降低電機(jī)工作時(shí)的通過電流，在電流下降的同時(shí)，電機(jī)的發(fā)熱也能得到有效抑制。

? 在傳統(tǒng)的控制方法中難以處理的噪音和振動(dòng)問題也在本套方案中得到了有效解決，這也使得它可以擴(kuò)展到更多的小型化和精密化的應(yīng)用中。

本款解決方案展現(xiàn)了兩家公司在各自領(lǐng)域的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，此次強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合也是業(yè)內(nèi)又一個(gè)“1+1>2”的典型案例。對(duì)于此次獲獎(jiǎng)，瑞薩電子IoT平臺(tái)事業(yè)部副總裁黑田昭宏先生表示：本套解決方案成功地將美蓓亞三美的旋轉(zhuǎn)變壓器和步進(jìn)電機(jī)技術(shù)與瑞薩電子的半導(dǎo)體技術(shù)融合在了一起，實(shí)現(xiàn)了精確控制和電機(jī)性能的最大化。獲得此項(xiàng)殊榮，我們感到十分自豪。未來兩家公司也將繼續(xù)合作各施所長(zhǎng)，進(jìn)一步擴(kuò)大我們的產(chǎn)品陣容以服務(wù)于更多的客戶。

原文標(biāo)題：瑞薩電子攜手美蓓亞三美 榮獲2020年“超級(jí)”零部件制造大獎(jiǎng)中的“高精度電機(jī)控制”獎(jiǎng)

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