基于瑞萨RX26T MCU的空调室外机系统搭建指南

瑞萨AIR-CON-ODU-REF

瑞萨AIR-CON-ODU-REF是搭载RX26T MCU的空调室外机的整体解决方案评估套件。通过将该套件与通信板和外围设备相连接，可以实现对空调室外机的控制。

该套件中的软件控制方案具有以下特点：

停止和低速运行期间开环启动

在中高速运行期间使用反电动势观测器的永磁无传感器矢量控制（单电阻和三电阻模式）

高速运行期间弱磁控制和最大扭矩控制（MTPA）

扭矩振动抑制功能、失步检测和风机的逆风启动

单相和交错PFC控制（功率因数校正和升压功能）

该套件中的逆变器板MCI-HV-AC具有以下特点：

支持单相交流输入（AC 100V~240V，50/60Hz）

支持双电机控制（压缩机、风机）

配备过电流检测功能、过电压保护功能和过热检测功能

配备四通阀和膨胀阀控制接口、温度传感器接口和空调室内机通信接口

1配置硬件环境

MCI-HV-AC逆变器板可以使用单相100至240 VAC、50/60Hz作为输入电源，可同时驱动空调室外机中的压缩机和风机。

图1 硬件配置

逆变器板的布局和接口如图2所示，其搭建可按以下步骤：

（1）连接通信板

使用通信电缆将通信板连接到逆变器板，并通过USB Type C将通信板和电脑PC连接，可通过SCI来使用Renesas Motor Workbench进行系统调试。

（2）连接马达1（压缩机）

将电机的U、V和W三相对应连接到电机连接器CN3标注的U、V和W相。

（3）连接马达2（风机）

将电机的U、V和W三相对应连接到电机连接器CN4标注的U、V和W相。

（4）连接电源

将交流电源连接到逆变器板的电源端子CN1，将L连接到CN1的引脚1，将N连接到引脚2，如图3所示。

图2 逆变器板的布局和接口

图3 交流电源连接器

2配置软件环境

瑞萨开发环境CS+和e2 studio都可以用于RX26T CPU开发和调试。可在官网下载。

CS+ | Renesas

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

e²studio | Renesas

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

在PC上安装开发环境后，可在官网下载示例程序

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运转电机

运转电机的操作步骤如下：

（1）程序下载连接

通过USB电缆将PC连接到仿真器，仿真器连接到逆变器板并为其提供5V电源。在开发环境中（CS+或e2studio）编译示例程序，并将程序下载到逆变器板。

图4 下载程序连接示例

请注意：逆变器板的USB端口没有电气隔离，在下载程序后，一定要从逆变器板拔除USB电缆。

（2）电机运转连接

使用通信板MC-COM将PC连接到逆变器板。逆变器板通过UART连接到PC，可以通过COM端口从PC进行操作。MC-COM在逆变器和PC之间提供电气隔离，在高压环境中也可以安全使用。

图5 电机运行连接示例

（3）安装并配置Renesas Motor Workbench

使用Renesas Motor Workbench（RMW）作为PC端电机控制工具，可发送启停指令、转速指令等。RMW可以从瑞萨官网下载。

Renesas Motor Workbench | Renesas

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

如果对示例程序进行了更改并重新编译，则变量等的地址信息可能会发生改变，因此需要在RMW中更新和注册Map文件。

图6 Map文件注册设置和设置确认窗口

RMW还需要设定传输速率921,600bps和时钟8,000,000Hz。

图7 RMW中的通信设置

（4）接通电源

打开100V-240V AC 50/60Hz电源，接通电源后，涌流保护继电器自动接通，母线电压自动升至330V。

（5）启动RMW

在RMW上选择与通信板MC-COM对应的COM端口，打开Analyzer以确认通信连接正确。

图8 RMW连接界面

（6）运转电机

首先需要检查PFC是否正常工作，检查“g_st_pfc_manager.u2_run_mode”是否设置为3。确认后可按以下步骤操作运转电机：

点击[Read]按钮，确认“g_st_sensorless_vector_a/b.f4_vdc_ad”大约是330V。

确认“g_st_sensorless_vector_a/b.u2_error_status”为0。如果不为0，需清除错误状态，参考步骤（8）。

确认在“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]列中输入转速指令。

在“com_u1_system_mode_a/b”的[Write]列中输入“1”。

点击[Write]按钮。

确认电机已启动运转。

图9 电机运转步骤

（7）停止电机

按照以下步骤停止电机：

在“com_u1_system_mode_a/b”的[Write]列中输入“0”。

点击[Write]按钮。

确认电机已停止。

图10 电机停止步骤

（8）异常停机处理

如果电机因为错误停机，可通过以下操作来清除错误状态。一旦清除错误状态，就可以恢复操作。

检查电机错误状态“g_st_sensorless_vector_a/b.u2_error_status”和PFC错误状态 “g_st_PFC_manager.u2_error_status”的值，确认停机原因。

当发生PFC控制错误时，在“com_u1_PFC_error_cancel_flg”的[Write]列输入“1”。

点击[Write]按钮。

当发生电机控制错误时，检查PFC控制中是否发生错误，并在“com_u1_system_mode_a/b”的[Write]列输入“3”。

点击[Write]按钮。

图11 错误清除步骤

（9）关闭系统

确认电机已经停止后，关闭电源停止供电。

请注意：在确认母线电压已从330 VDC下降到42 VDC以下之前，请不要连接或断开电线或电缆，不要触碰逆变器板，保证安全。

瑞萨AIR-CON-ODU-REF空调室外机整体解决方案，与逆变器板MCI-HV-AC、通信板结合使用，提供永磁电机permanent  magnet motors（PM）的无传感器矢量控制示例程序来评估和开发双电机控制，以方便客户快速开发自己所需的双电机控制系统。