您的位置 首页 国产IC

家用电器中的无传感器AC电机的操控完成

家用电器中的无传感器AC电机的控制实现

全世界对水和动力维护,以及对新产品和服务的整体环保性的重视无疑影响着家用电器商场。实践监管规范和主张,无论是一国性的仍是多国性的(EU规范),都对新一代家用电器,特别是洗衣机、烘干机、洗碗机和电冰箱提出了一些根本要求。为了满意这些要求一同下降体系本钱,有必要布置装备有恰当软件的增强型微操控器

关于家用电器职业的制造商来说,咱们主张选用根据数字信号操控器(DSC)的解决计划,它将数字信号处理器的处理才能与微操控器的功用和易用性融入一粒芯片。一套灵敏的外设能够让制造商完成许多功用,例如规范电机驱动算法、高档操控算法、精细反应信号传感、功率因数校对计划、与外部环境的通讯等等。

选用可变速度电机驱动让制造商有时机运用更精细的操控程序,这将增强设备功用,前进整体能效。因而,装备了可变速度驱动和智能操控的家用电器胜过了那些装备无操控的、固定速度电机驱动的家用电器。

由于将电机速度固定在预先设定的水平上或直接从AC主电源运转电机,家用电器中大大都电机驱动的操控都十分简略,无需额定操控电子。之所以沟通干线供电单相感应电机(ACIM)被广泛选用,是由于它的低本钱、微弱性和可靠性。但是,ACIM解决计划也有显着的缺陷,如功率低、有用速度操控较弱等,这阻止了旨在增强产品灵敏性、满意监管要求以及客户预期的操控改善操控。与单相ACIM比较,可变速度驱动经过坚持扭矩操控,满意了能效要求,然后前进了设备整体功率。

AC电机挑选

能够驱动家用电器的电机有不同类别,如ACIM、永磁(PM)电机或开关磁阻(SR)电机。电子驱动功率和电动机功率产品决议体系总能效。

一般来说,要用ACIM完成可变速度,需求为其供给可变频率和电压,这被称为安稳电压/频率操控。选用矢量操控,ACIM速度驱动功率能够进一步前进。这要求与转轮衔接的速度或方位传感器传感准确的速率信息,但添加传感器、衔接器和相应布线会添加本钱。

PM电机选用永磁树立通量,而不是从定子绕组树立。用永磁替代电磁激振有几个优势,最显着的优势是没有激振损耗,这意味着PM电机比DC电机具有更高的功率密度。PM电机没有机械转向器,并且由于没有通量导向电流,功率密度也超越AC感应电机。整体功率挨近90%,而单相ACIM功率只要大约70%。对家用电器来说,永久激振同步电机是极具吸引力的解决计划,但它们不能经过将AC电源运用于定子绕组运转。

假如能够操控电动机,优化供给动力,整体电子功耗最多可下降30%。可变速度驱动的操控器实践上是经过调理供给给电机的电源频率,操控AC电动机的转速。电子可变速度驱动能够让电动机在其全速规模内继续运转。可变速度驱动的整个体系包含EMI过滤器、输入整流器、板上DC电源、DSC、信号调理电路、功率逆变器极驱动器。

电机操控战略

敞开回路标量操控是可变速度驱动最盛行的操控战略,主要与ACIM一同运用。标量操控根据供给电压频率的改变。电压动摇起伏与电压频率成份额,并跟着频率改变而改变。这种办法要求能够由8位微操控器进行处理的适度核算功率。

这种简洁办法的最大长处是它是一种无传感器形式,操控算法不需求角速度或实践转子方位信息。但是,速度取决于外部负载扭矩是一个显着的缺陷,会导致动态功用的下降。正由于此,标量操控下的电动机有必要超越规范尺度,以便供给负载瞬变所需的扭矩。此外,标量办法还会导致体系功率低下、公用设施网络中的功率因数退化和运转喧闹。在该操控办法中,能效能够降到理论最大值的50%。根据电机类型的办法预算进行机器的电气方位信息编码的电动势。

但是,商场需求要求尽可能高的动态功用和操作速度规模。作为电气驱动的立异办法,AC机器的矢量操控(磁场定向操控)较之标量操控具有十分好的功用。矢量操控消除了安稳电压/频率操控的大都缺陷。

在矢量操控体系内,同步帧电流调理器已经成为逆变器电流调理的职业规范。反向Park参阅帧转化功用核算与转子磁场同步的参阅帧内部的定子电流和电压。当在旋转参阅帧中调查时,一切电气变量都有DC安稳状况值,使简略PI调理器能够供给零安稳状况差错。除此之外,还能够设置调理体系,将电流矢量分解为磁场发生器和扭矩发生器。

内部电流回路核算创立抱负扭矩和通量电流所需的直接和正交定子电压。Park功用将这些电压转化成固定参阅帧中的三相AC定子电压需求。电机电流呈正弦曲线,因而发生滑润扭矩,最大极限地削减了噪音和机械振动。外部速度回路调理所选用的扭矩起伏,与正交扭矩电流成正比,能够坚持必要角速度。为了把操作速度规模有用地前进到根本速度以上,咱们又添加了一条通量弱化回路,处理定向定子通量电流。

无传感器操控

要想在矢量操控形式中运转AC电机,重要的是同步运用电压的频率和来自转子中的永磁转子通量方位。这样就发生了无传感器操作形式,其间,速度和方位算法替代了传感器。AC PM电机的无传感器操控办法是一种立异电机驱动功用,前进了可靠性,保持了高功用水平,而无需额定本钱。该体系更准确、更有用、体积更小、分量更轻、噪音更小,以更低的本钱完成了更先进的功用。无传感器算法能够大体上分为两大类,一类运用磁铁转子凸极性盯梢转子方位,另一类从核算出来的电机模型中预算转子方位。

在电冰箱中,传统操控翻开和封闭压缩机,把温度保持在预订规模内。有了无传感器PM电机操控,操控器能够在几秒钟内把压缩机加快到方针速度,并能够在方针速度的1%规模内调理速度。压缩机的滑润运转削减了噪音,更低的运转速度有助于最大极限地削减冷藏室的温度循环,然后前进整体功率。

一般,洗衣机运转在两个根本循环中,即滚筒洗和甩干。在滚筒洗循环中,电机驱动以高扭矩低速运转。在甩干循环中,电机驱动在短时间内高速运转。在新类型中,估量的速度动摇和核算出来的负载扭矩供给有关洗刷负载散布的名贵信息。速度动摇用来在发动旋转循环前,估量负载不平衡。可变速度电机能够用于调理滚筒旋转速度和方向,从头散布衣物,纠正不平衡。

飞思卡尔的56800E内核便是这种特别运用的抱负解决计划。它能够处理一切电机操控功用,包含空间矢量调制、矢量操控、电流、通量和速度回路操控。经过消除咱们在前期规划中发现的许多离散组件,数字操控前进了驱动可靠性,促进了高档算法,完成了最佳电机功用。

定论

人们普遍认为,家用电器需求驱动着技能的前进,反过来又推进着下一代产品的出产。在呼应这一趋势的过程中,具有无传感器功用的矢量操控是用于该意图的一种办法,由于它不再需求机械传感器,是一种经济高效的解决计划。如此苛刻的操控办法能够选用根据飞思卡尔56800E内核的低本钱DSC完成,56800E内核集MCU和DSP的功用于一身。MC56F80xx设备在规划时重视电机操控运用,现在正被集成到许多家用电器产品规划中,特别是在各国对功耗的规定都十分严厉的情况下。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/bandaoti/ic/224794.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部