株式会社サニー技研 > レアアースレスモータ制御の研究成果をカーエレ技術展に出展
レアアースレスモータ制御の研究成果をカーエレ技術展に出展

2013年1月16日~18日まで開催された第5回カーエレクトロニクス技術展の菱電商事殿ブースにて、「レアアースレスモータ制御のためのソフトウェア実装研究」の研究成果を出展しました。

 

CarEle2013-Moter1

 

「レアアースレスモータ制御のためのソフトウェア実装研究」は、経済産業省 中部経済産業局の平成23年度(第3次補正予算事業)戦略的基盤技術高度化支援事業の採択を受けて、名古屋工業大学殿が研究開発をしているレアアースレスモータ(巻線界磁形フラックススイッチングモータ)の制御のために、サニー技研と匠ソリューションズ殿が共同で研究開発を行っております。

自動車メーカ、部品サプライヤ、菱電商事殿をアドバイザとして、仮想環境やソフトウェア開発環境の他、モータ制御ミドルウェアや開発支援ツールなど多岐に渡る研究開発となります。菱電商事殿には、シミュレータ技術について多大なサポートを頂いております。

今回は、レアアースレスモータ(巻線界磁形フラックススイッチングモータ)制御のためのソフトウェア実装研究の成果として、以下を菱電商事殿のブースで展示発表しました。

 

CarEle2013-Moter2

 

《制御ソフトウェア》

◆SH72AY対応モータ制御用ミドルウェア

ルネサスエレクトロニクス製SH72AYマイコンのタイマ、ADC、RDCを活用したレアアースレスモータ(巻線界磁形フラックススイッチングモータ)の基本制御をソフトウェアIPとして実現しました。複雑なモータ制御の処理をミドルウェア化することで、アプリケーションからは簡便にモータ制御が可能になります。
本ミドルウェアを使ってモータトルク制御の動態展示を行いました。

◆Verilog HDL記述によるFPGA IPのハードウェアIP

モータ制御をハードウェア化するためにVerilog HDL記述によるFPGA IPのハードウェアIPを匠ソリューションズ殿が開発しました。モータ制御用ミドルウェアよりも4倍以上高速な制御を可能にし、将来のモータ専用制御LSI化や制御コンピュータへの機能実装を容易にします。
レアアースレスモータ(巻線界磁形フラックススイッチングモータ)制御だけでなく、三相ブラシレスDCモータ制御への対応も容易です。

 

《開発環境》

◆モータ制御基板

SH72AYマイコンとFPGAを搭載することで、SH72AYマイコンによるソフトウェアモータ制御とFPGAによるハードウェアモータ制御を同時に実現しました。
展示では、ソフトウェアIPによるモータ制御でモータ模擬基板を駆動し、ハードウェアIPによるモータ制御でドライブ基板から三相ブラシレスDCモータを駆動させる同時制御デモを行いました。

◆ドライブ基板

三相ブラシレスDCモータが駆動可能な基板です。過電流検知や回生対策回路により、安全なモータ制御が可能です。また、レアアースレスモータ(巻線界磁形フラックススイッチングモータ)の界磁巻線模擬回路を搭載しています。

◆モータ模擬基板

モータを模擬した基板です。
実モータを使わずソフトウェア検証が可能になり、故障注入や高出力モータ制御の事前検証など、実モータでは実現が難しい検証作業が可能になります。

 

《仮想環境》

◆シミュレータ

開発環境支援として、マイコン、モータ、周辺回路をモデル化することで仮想されたシミュレータ環境を構築しました。シミュレータ環境にプログラムをのせることで実ハードウェアを使用せずにモータ制御ソフトウェアの開発が可能です。故障注入やソフトウェアロジックなど仮想環境で全ての検証が可能です。

 

《開発支援ツール》

◆FPGAステートモニタ

開発支援ツールとして、モータ制御周期の内部状態取得に対応できるほど高速で大容量のロギングを可能にするステートモニタです。
FPGAで演算される512bit分のシグナルを最大5秒間以上記録できる性能を持っています。
展示では、三相の電流値を取得してグラフ表示を行いました。