モータアルゴリズム

ルネサスでは、パワーエレクトロニクス、シグナルエレクトロニクスにおいて半導体が有利な点、およびミクロエレクトロニクスのマイクロプロセッサとDSPの処理機能、この2点の 主な柱を背景として、モータ制御分野は急速に展開してきました。
これらの技術進歩は、さらなる低消費電力のハードウェア、および精密な制御構造を持つ高効率な駆動制御の開発を可能にしました。直流と直流電圧の制御にとどまらず、三相交流と三相交流電圧もマイコンとソフトウェアアルゴリズムの組み合わせで制御できるようになり、電気駆動制御は高精密化してきました。

ルネサス推奨MCU
  制御方法 マイコン条件 推奨マイコン
RL78
ファミリ
RX
ファミリ
RH850
ファミリ
RZ/T1
グループ
DCユニバーサル
モータ制御
トライアック GPIO、タイマ、割り込み、A/Dチャネル      
PWMチョッピング PWMチャネル 、タイマ、A/Dチャネル      
BLDCモータ制御 矩形波駆動 インプットキャプチャ、割り込み、
三相モータ制御用PWMタイマ
     
正弦波駆動 インプットキャプチャ、割り込み、
三相モータ制御用PWMタイマ
   
簡易ベクトル インプットキャプチャ、割り込み、デッドタイマ付きの三相モータ制御用PWMタイマ  
ベクトル(FOC) 高性能マイコン+MAC、高速A/D変換器、インプットキャプチャ、
割り込み、デッドタイマ付きの三相モータ制御用PWMタイマ
 
センサレス矩形波駆動 インプットキャプチャ、高速A/D変換器、割り込み、
三相モータ制御用PWMタイマ
     
センサレスベクトル 高性能マイコン+MAC、高速A/D変換器、割り込み、
デッドタイム付きの三相モータ制御用PWMタイマ
 
ACモータ制御 V/F インプットキャプチャ、割り込み、
三相モータ制御用PWMタイマ
     
簡易ベクトル インプットキャプチャ、割り込み、
デッドタイマ付きの三相モータ制御用PWMタイマ
 
ベクトル(FOC) 高性能マイコン+MAC、高速A/D変換器、インプットキャプチャ、
割り込み、デッドタイマ付きの三相モータ制御用PWMタイマ
 
センサレス
ベクトル
高性能マイコン+MAC、高速A/D変換器、割り込み、
デッドタイム付きの三相モータ制御用PWMタイマ
 
モータ制御アルゴリズムの比較

下表に最も普及しているモータ制御アルゴリズムの特徴を紹介します。

アルゴリズム比較

制御アルゴリズム
(方法、方式)
モータタイプ トルク制御性 フィードバックセンサ マイコン
性能条件
トライアック DCユニバーサルモータ トルク制御無し 不要 不要
PWMチョッピング DCユニバーサルモータ トルク制御無し 不要 8bit
V/F ACモータ 動的トルク制御が不十分 不要 8-16bit
矩形波駆動 BLDCモータ 高調波損失 大、トルクリプル 大 ホールセンサ 8-16bit
正弦波駆動 BLDCモータ,ACモータ 高調波損失 小、トルクリプル 小 ホールセンサ、エンコーダ 16-32bit
簡易ベクトル BLDCモータ,ACモータ 高調波損失 小、トルクリプル 小 ホールセンサ、エンコーダ 16-32bit
ベクトル BLDCモータ,ACモータ 高調波損失 小、トルクリプル 小 ホールセンサ、エンコーダ 32bit
センサレス矩形波駆動 BLDCモータ 高調波損失 大、トルクリプル 大 不要(逆起電力) 16bit
センサレスベクトル BLDCモータ,ACモータ 高調波損失 小、トルクリプル 小 不要 32bit
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