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低成本變頻技術(shù)賦能洗碗機(jī) BLDC電機(jī)能效提升30%的解決方案

發(fā)布時(shí)間:2025-03-25 來(lái)源:我愛方案網(wǎng) 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】隨著人們生活水平的提高,大型工商企業(yè)、事業(yè)單位及學(xué)校對(duì)大型商業(yè)廚具洗滌設(shè)備需求日趨增長(zhǎng)。而傳統(tǒng)大型廚具洗滌設(shè)備也在工業(yè)4.0的浪潮中不斷更新?lián)Q代,新一代洗碗機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化,可以通過傳感器和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)水、洗滌、漂洗、烘干等功能,不僅提高了生產(chǎn)效率,也降低了人為錯(cuò)誤和交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)??靾?bào)分析師推薦基于低成本MCU開發(fā)的變頻洗碗機(jī)方案案例及其主控IC選型,極大降低BOM成本,方便工程師快速導(dǎo)入設(shè)計(jì)應(yīng)用方案。


摘要


隨著人們生活水平的提高,大型工商企業(yè)、事業(yè)單位及學(xué)校對(duì)大型商業(yè)廚具洗滌設(shè)備需求日趨增長(zhǎng)。而傳統(tǒng)大型廚具洗滌設(shè)備也在工業(yè)4.0的浪潮中不斷更新?lián)Q代,新一代洗碗機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化,可以通過傳感器和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)水、洗滌、漂洗、烘干等功能,不僅提高了生產(chǎn)效率,也降低了人為錯(cuò)誤和交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)??靾?bào)分析師推薦基于低成本MCU開發(fā)的變頻洗碗機(jī)方案案例及其主控IC選型,極大降低BOM成本,方便工程師快速導(dǎo)入設(shè)計(jì)應(yīng)用方案。


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低成本變頻技術(shù)賦能洗碗機(jī) BLDC電機(jī)能效提升30%的解決方案


洗碗機(jī)作為高效清潔家電,對(duì)電機(jī)的要求不斷提高,主要包括: 
高效節(jié)能:需降低電能消耗,符合家庭節(jié)能環(huán)保需求,畢竟沒有哪個(gè)家庭愿意承擔(dān)家電背后的高昂電費(fèi)。
低噪音運(yùn)行:對(duì)現(xiàn)代家庭尤其是小戶型用戶,安靜運(yùn)行至關(guān)重要,深夜熟睡時(shí),誰(shuí)想被家電嗡嗡作響的聲音吵醒?
長(zhǎng)壽命與高可靠性:避免頻繁維護(hù),提升用戶體驗(yàn),家里剛需電器總不能三天小修五天一大修。 
智能化控制:通過精確控制清潔模式和轉(zhuǎn)速,提升清潔效率。 
在此背景下,傳統(tǒng)異步電機(jī)與有刷直流電機(jī)逐漸被淘汰,BLDC(無(wú)刷直流)電機(jī)成為技術(shù)升級(jí)的重要突破口。  
BLDC電機(jī)由電機(jī)主體與驅(qū)動(dòng)器兩部分構(gòu)成,依靠電子換向取代傳統(tǒng)機(jī)械換向器,具備以下核心優(yōu)勢(shì): 
高效節(jié)能:BLDC電機(jī)能效可提升20%-30%,特別適用于長(zhǎng)時(shí)間工作的家電; 
靜音運(yùn)行:利用正弦波驅(qū)動(dòng)與無(wú)刷設(shè)計(jì),有效降低噪音至40分貝以下; 
長(zhǎng)壽命與高可靠性:去除碳刷摩擦,電機(jī)壽命超過10年,極大減少故障率; 
智能化控制:支持轉(zhuǎn)速精確調(diào)控,提升不同洗滌模式下的清潔效果。

基于BLDC電機(jī)設(shè)計(jì)的變頻洗碗機(jī)方案:  


HC32L130變頻洗碗機(jī)方案


低成本變頻技術(shù)賦能洗碗機(jī) BLDC電機(jī)能效提升30%的解決方案


該方案采用無(wú)感FOC控制算法,支持恒轉(zhuǎn)速、恒轉(zhuǎn)矩、恒功率、恒風(fēng)量等多種控制模式,可實(shí)現(xiàn)多種工況下正常工作;支持主控面板和電機(jī)控制板之間的雙向通信,可快速完成整機(jī)方案切換;支持使用電阻分壓方式進(jìn)行電流采樣,極大降低BOM成本;支持過欠壓、堵轉(zhuǎn)、缺相、過流等完善的故障保護(hù)。


方案特點(diǎn)


?  無(wú)感FOC控制系統(tǒng),電流THD小,轉(zhuǎn)矩平穩(wěn),噪音低,觀測(cè)器響應(yīng)快,參數(shù)敏感性低(最大允許20%的參數(shù)偏差)

?  支持順風(fēng)、逆風(fēng)、靜止啟動(dòng),啟動(dòng)轉(zhuǎn)速范圍大,逆風(fēng)啟動(dòng)無(wú)過壓、無(wú)過流,啟動(dòng)時(shí)間短

?  過流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等軟硬件保護(hù)

?  恒轉(zhuǎn)速、恒轉(zhuǎn)矩、恒功率、恒風(fēng)量等多種控制模式

?  支持主控面板和電機(jī)控制板之間的雙向通信,可快速完成整機(jī)方案切換

?  豐富的控制函數(shù)庫(kù),快速實(shí)現(xiàn)客制化應(yīng)用


基于GD32F330系列MCU開發(fā)的變頻洗碗機(jī)方案


低成本變頻技術(shù)賦能洗碗機(jī) BLDC電機(jī)能效提升30%的解決方案


該方案選用業(yè)界先進(jìn)的SMO+PLL無(wú)位置傳感器變頻控制技術(shù),該技術(shù)具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,100%啟動(dòng)成功率,自由調(diào)速,效率高,控制精度高,完善的保護(hù)功能。由于洗碗機(jī)水泵工作在高溫高濕的工況下,所以要求控制器除了硬件具有溫度過溫保護(hù)功能,同時(shí)軟件算法也需要對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償,在保證控制器安全可靠的工作情況下,保證水泵能夠工作在最大速度或者最大輸出功率,以提高產(chǎn)品的洗凈度。


方案特點(diǎn)


輸出功率:50W~100W

控制方式:FOC正弦控制

啟動(dòng)方式:無(wú)傳感器

控制算法:SMO

調(diào)制方式:SVPWM

電流采樣方式:雙電阻采樣

調(diào)制頻率:20KHz

電機(jī)轉(zhuǎn)速:3200RPM @ 3極對(duì)

噴水量:30L/MIN

保護(hù)功能:堵轉(zhuǎn)、過流、欠壓、過壓、過溫保護(hù)等

工業(yè)級(jí)器件(-40~85攝氏度)

主要特點(diǎn):?jiǎn)?dòng)迅速可靠,效率高、噪聲低


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低成本變頻技術(shù)賦能洗碗機(jī) BLDC電機(jī)能效提升30%的解決方案


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