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パラメータ・チューニング
モータベンチシステムによるチューニング
PMSMモータの極対数/最大電流/最大回転数を設定するだけで、インバータが位置センサレス・モータのパラメータの調整を自動で実行します。
AWatcher II GUI
MCU(32-Bit) インバータ
U
V
W
位置センサレスPMSM
オートチューニング・プログラム
USB
AWatcherBOX日置3390
(パワーアナライザー)
Ether
青山モータードライブテクノロジー
〒252-0131 神奈川県相模原市緑区西橋本5-4-21 SIC1-105 TEL:042-770-9732 AMDT 検索
PMSMオートチューニング
トルクメータ
トルク、回転数、電圧、電流
測定データ
内部変数情報
試供モータ
負荷モータ
試供モータの性能基本評価からあらゆるモータの制御パラメータのチューニングをPC上(AWatcher II)で行います。実際に使用する駆動システム(インバーター)を使用して調整を行うため、 最終製品により近い形でのチューニングが可能となります。お客様のご要求により負荷パタン(負荷モータ制御)のカスタマイズにも対応可能です。
•測定ログ取得•モータ制御デバッグ
インバータ(標準品orカスタム)
Academic DNA+Mind of Cost-Effectiveness
AWatcher II (リアルタイムRAMモニタ)
“AWatcher II”は、プログラムの実行を止めることなくMCUの変数を読み書きする“リアルタイムRAMモニタ”です。AWatcher IIには、変数を値として読むだけでなく、一定周期でデータをサンプリングし、オシロスコープのように波形を表示させるTrace 機能も搭載されています。
青山モータードライブテクノロジー
〒252-0131 神奈川県相模原市緑区西橋本5-4-21 SIC1-105 TEL:042-770-9732 AMDT 検索
• 変数の変化をオシロスコープのように波形観測できるTrace 機能。(最大 4 ch*)
• LOG機能搭載。数か月にわたるフィールドテストにも対応。LOGの波形表示も可能。
• 日置3390パワーアナライザーに接続し、その測定値と変数との連携LOG機能。
• 固定小数点マイコンでもモニタ変数を実数で表示させるスケーリング機能。
• 1, 2, 4, 8 バイトの変数に対応。• ツール設定の退避/復帰(.xml)、変数設定の
Export/Inport (.csv, .xls, .xlsx)が可能。• 高価な周辺回路不要。UART⇔USB 絶縁インターフェイス・アダプタ(AWatcherBox)付属。
• 対応OS: Windows XP/ Vista/ 7/ 8/ 10 。
特徴
対応MCU
ルネサスエレクトロニクス製MCUV850シリーズ/78K0Rシリーズ/RL78シリーズ/SH2Aシリーズ/RX62シリーズ
ルネサス製以外のMCUにつきましてはご相談ください。
パッケージ内容
• お客様のMCU上のプログラムに組み込んで使用されるAWatcher IIライブラリ。(サンプル・プログラム付き。)• Windowsマシン上で動作するAWatcher II本体プログラム。• UART⇔USB 絶縁インターフェイス・アダプタ: AWatcherBox (1ライセンス付き)。
Windows
マシン
AWatcher Box
UART⇔USB絶縁 I/Fアダプター
AWatcher II
本体プログラム
UART USB
システム構成
アダプターにはライセンスが1つ付属しているため、追加ライセンスが必要な場合は、アダプターの追加購入だけでご使用いただけます。
* Trace機能は1ch当たり、観測する変数のバイト長x128の内部RAMを使用します。
PWM同期割込み処理
1msタイマー割込み処理
UART受信割込み処理
メインルーチン
MCUAWatcher II Lib.
Academic DNA+Mind of Cost-Effectiveness
青山モータードライブテクノロジー
量産事例:インバータ・ユニット
位置センサレス制御や電流センサレス技術など高度なモータ制御技術を駆使し、高性能と低コスト化を実現した多くのモータドライバを製品化しています。受託開発だけではなく、パワーエレクトロニクスの量産までのトータルソリューションをご提供いたします。
量産事例(1)インバータエアコン室外機ユニット
量産事例(2)インバータ冷蔵庫レシプロ圧縮機ユニット
• ブラシレスDCモータ・ドライバー• 位置センサレス• 電流センサレス• 180℃通電(正弦波駆動)
• 過変調制御• トルク(振動抑制)制御• 高効率、高出力、低速駆動• 豊富なラインアップ:750W~15kW
• ブラシレスDCモータ・ドライバー• 位置センサレス• 初期位置推定アルゴリズム• 電流センサレス
• 180℃通電(正弦波駆動)• 高トルク起動(独自技術)• トルク(振動抑制)制御• 低価格(16-bit MCU)、高効率、低騒音
初期位置推定によるモータ起動電流波形
ブロック図
Fan
(3-Shunt)シスコン内蔵
MCU
32bit
(1-Shunt)
(インバータ制御)
PFC(力率改善制御)
室内機 (インバータ制御)
コンプレッサ
シスコン
レシプロ
(1-Shunt)
コンプレッサ
回転数指令
(Duty/周波数)
MCU
16bit
ブロック図
(インバータ制御)
Academic DNA+Mind of Cost-Effectiveness
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Vib
rati
on a
mp
litu
de
[mm
p-p
]
一般的なPI制御の場合
10 20 30 40 50 60 70
Compressor speed [rps]
弊社のメソッドを応用した場合
独自の振動抑制技術
〒252-0131 神奈川県相模原市緑区西橋本5-4-21 SIC1-105 TEL:042-770-9732 AMDT 検索
初期位置推定 加速 一定回転 q軸電流AD値
q軸電流指令値
速度推定値速度指令値
初期位置推定
加速 一定回転
車載用インバータ開発
IGBT(800A/750V, 直接水冷)を採用し、100kWクラスのモータを駆動可能な車載用インバータを開発しました。
インバータ受託開発の流れ
インバータ仕様概要
Academic DNA+Mind of Cost-Effectiveness
適用可能モータ 100kW(IPM, IM)
最大入力電圧 450V dc
最大電流 450A rms
PWM周波数 6kHz
IGBT 富士電機製6MBI800VW-075V
MCU ルネサスエレクトロニクス製RH850/C1M
コンデンサルビコン製カスタムフィルムコンデンサ
540uF/550Vモータ制御方式 トルクマップ制御 (矩形波モードあり)
モータスペック:住友商事マシネックス社様ご提供
モーター型式 誘導電動機(IM)最大出力 85kW最大トルク 250Nm/3,250rpm電圧 DC350V最高回転数 15,000rpm外観寸法 Φ200×116L(コア寸法)
モーター仕様
仕様書 試作設計(電気+機構)
製作プログラム
作成デバッグ
評価
仕様項目の例・電圧/電流定格・サイズ制限 ・空冷/水冷・機電一体型 ・高速回転型・IPM/IM/SRM
または標準インバータ12V/48V/300V)から仕様を選択/変更。
制御基板
I/O基板
IGBTモジュール+ゲートドライバー
フィルムコンデンサ
OUTPUT回路図、部品表、ガーバデータ3Dモデル、製作図
OUTPUT評価成績書ソースコード
評価内容トルクマップ測定効率マップ測定最適化チューニング
自社保有のモータベンチ15,000min-1/250Nm
青山モータードライブテクノロジー
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車載用インバータ開発実績と標準製品
12V/48V/300V、2kVA~200kVAの開発実績をベースに、お客様のインバータ・モータ開発期間の短縮に貢献します。
Academic DNA+Mind of Cost-Effectiveness
[rpm]
[W]
300V
48V
12V
SRM
IPM
IM
開発実績MAP
100k50k10k
10k
100k
高電圧タイプ 20kWSRM駆動用40kW
IPM駆動用30kW
SRM駆動用50kW
IPM駆動用15kW SRM駆動用
(機電一体型)20kW
IPM/IM駆動用100kW
IPM/IM駆動用⼊⼒電圧 400Vmax 400Vmax 400Vmax 400Vmax 400Vmax 400Vmax 400Vmax
最⼤電流 200Apeak 300Arms(424Apeak)
300Apeak400Arms
(565Apeak)300Apeak
150Arms(212Apeak)
450Arms(636Apeak)
冷却⽅式 ⽔冷 ← ⽔冷 (直接⽔冷) ← 空冷 ⽔冷/空冷 ⽔冷(直接⽔冷)サイズ(WxDxH) 290×175×98 ← 145×160×120 ← φ170(H︓50)※1 350×205×140 200×436×106
スイッチング周波数 ≦20kHz ≦10kHz ≦20kHz ≦10kHz - ≦10kHz ≦10kHzマイコン V850E2/PJ4 V850E2/PJ4 V850E2/PJ4 V850E2/PJ4 RH850/C1M RH850/C1M RH850/C1M
パワー素子(表⽰無︓ルネサス製) IGBT 650V/200A
IGBT 650V/200A2パラ IGBT 650V/300A
IGBT 650V/300A2パラ
IGBT 650V/400ASiC-SBD 650V/400A
650V/600A(富士電機M652)
750V/800A(富士電機M653)
制御⽅式 PWM制御 ベクトル制御 PWM制御 ベクトル制御 電流ヒステリシス制御 ベクトル制御 ベクトル制御
低電圧タイプ 2kW IPM駆動用 5kW IPM駆動用 5kW SRM駆動用(機電一体型) 13kW IM駆動用 3kW IPM駆動用⼊⼒電圧 48V 48V 48V 48V 12V
最⼤電流 100Arms(141Apeak)
300Arms(424Apeak)
200Apeak500Arms
(707Apeak)300Arms
(424Apeak)冷却⽅式 ⽔冷/空冷 ⽔冷/空冷 空冷 ⽔冷 空冷
サイズ(WxDxH) 150×140×80 200×140×80 φ140(H︓40)※1 ← 120×60×30スイッチング周波数 ≦20kHz ≦10kHz - ≦10kHz ≦20kHz
マイコン V850E2/PJ4 SH2A V850E2/PJ4 V850E2/PJ4 RH850/F1Lパワー素子 パワーMOS-FET(IR) パワーMOS-FET(IR) パワーMOS-FET(IR) パワーMOS-FET(IR) パワーMOS-FET(IR)制御⽅式 PWM制御 ベクトル制御 電流ヒステリシス制御 ベクトル制御 ベクトル制御
機電一体型5kW/48V
SRモータドライバ
※ 1:モータ含まず。
機電一体型20kW/300V
SRモータドライバ
2.9L 直接水冷式50kW/300V
IPMモータドライバ
標準インバータ製品リスト(抜粋)
青山モータードライブテクノロジー
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