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文章出處:深圳市绿巨人网站成科技有(yǒu)限公司官方網(wǎng)站 發表時間:2021-01-19
近幾年,家電領域競爭日(rì)趨激烈,技術含量不斷提高,產品質量也有了長足發展。在冰箱領域隨著製冷技術和保溫技術的提高,冰箱的技(jì)術指標不斷提(tí)升。但從控(kòng)製(zhì)角度講,人(rén)們(men)並不滿足現狀,現(xiàn)在的傳統(tǒng)定頻(pín)冰箱(xiāng)使用繼電器(qì)控製壓機的啟停,不(bú)能調節速(sù)度,從而(ér)先天存在著耗電多、電流衝擊大、噪音大、控製特性差等(děng)缺點,從元件可靠性角度分(fèn)析,整個冰箱(xiāng)的(de)核心控製部(bù)件及驅動執行部件(jiàn)(壓縮機)會因為電源衝(chōng)擊及頻繁起停而縮短壽命,同(tóng)時也滿足不了人們預期的快速製冷,平穩保(bǎo)溫等理想的控製特(tè)性(xìng)。
尤其20世紀90年代以來,隨著人類控製手段的發展及電子元件技術(shù)成本的降(jiàng)低,新興的(de)變頻技術(shù)不斷被引(yǐn)人各行各業,家電方麵從空調、洗衣機到冰箱、微波爐也成(chéng)功的運用變(biàn)頻(pín)技術而大大的提高(gāo)了產品的使用壽命,降低了使用成本,提高了產(chǎn)品對用戶的滿足程度。
交(jiāo)流感應變頻電機驅動的(de)各種風機、壓(yā)縮機,該種電機為交流感應電機的一種,和普(pǔ)通交流(liú)電機的區別是考慮電機要在不同頻率下(xià)運(yùn)轉,在磁路設計方麵保證了電(diàn)機在各個頻率下工作都有篼的(de)效率,不至於出現磁場強度過度飽和而增大損耗。
直流無刷有位置傳感器(qì)電機,直流變頻電機(jī)的一種,此類電機又分為(wéi)方波(bō)驅動、正弦波驅動等類型,特(tè)點是電機本體自身裝有位置檢測裝置,如霍爾元件,這樣從控製係統來說,就直接得到了電機轉子運(yùn)轉(zhuǎn)的位置和轉速信息,簡化(huà)了(le)控製的算法,但電(diàn)機本體結構複雜(zá),成本稍篼。
限(xiàn)公司,從事空調(diào)開發。
直流無刷無位置傳感器電機,直(zhí)流變頻電機的(de)一種,同樣,根據電機(jī)轉子永磁磁極的特(tè)性(xìng)不(bú)同,可以細分為方波驅動、正(zhèng)弦波驅(qū)動等類型,此類電機結構簡單(dān),效率篼,但因為省(shěng)去了位(wèi)置(zhì)傳感器,給控製(zhì)者帶來一定的控(kòng)製難度,控製器要有判斷(duàn)電機轉子位置和轉速的功能,從而增加(jiā)了控製器的運算負擔。
使用單片機,優點是抗幹擾能力強,接口能力強,成本低,可選資源(yuán)豐(fēng)富,適用(yòng)於家電行業,缺點是運算速度慢。
使用DSP,優點是運算快,適用於工業領域,缺(quē)點是抗幹擾能力弱,接口能力弱,成本高,可選型號少。
用硬件實現,選用電機控製專用芯片實(shí)現變頻(pín)控製,核心控製部分隻負責(zé)給控(kòng)製(zhì)芯片指(zhǐ)令,該方案成本篼,改型困難(nán),但可靠性篼,設計周期較短,難度較(jiào)低。
用軟件實現,通常選用(yòng)有6路PWM輸出的控製芯片或DSP,控製變頻對(duì)象的算(suàn)法都由控製芯片完成,該方案成本低,通用性強,但程序量大,開(kāi)發難(nán)度(dù)大。
驅動橋臂使(shǐ)用功率驅動分立元件,如IGBT、MOSFET等,再配以隔離和IGBT驅動芯片,該方案成本低,但占用PCB空間大,調試困難(nán),保合性能和可靠性稍低,適(shì)合在(zài)產品生產成熟(shú)後,有降成本需求時再采用(yòng);用智能功率模塊實現,該方(fāng)案成本偏篼,但使用方便,調試容易,可靠性強,保護(hù)功能可(kě)靠,可選資源豐富;1.3常用變頻控製軟件實現(xiàn)方案適用(yòng)於直流無(wú)刷方波驅動電(diàn)機,對於有位置傳感(gǎn)器的電機,電機結構(gòu)雖然相對複雜,但(dàn)控製簡(jiǎn)單,而對於無位置傳(chuán)感器的電(diàn)機控製難度存在於啟動和對相位的判別從而產生換相邏輯方麵,但兩者和交流變頻技術比較算(suàn)法相對簡單,需求(qiú)資源相對較少,缺點是先天存在較大力矩(jǔ)波動,噪音相對較大,同時電機為(wéi)永磁電機(jī),一般價格會篼(dōu)一些(xiē)。
適用於直流無刷正弦波(bō)驅動變頻電機和交流感應電機,前者為(wéi)特殊形狀(zhuàng)磁極永磁電機,價格稍篼,兩者缺點是運算比(bǐ)較複雜,效率稍低於矢量控製,需(xū)求資源較多,優點(diǎn)是力矩波動稍小,噪音小。
適用於交流感應電機,缺點是運算比較複雜,需求資源較多,優點是力矩波動小,噪(zào)音小,電機價格相對低。
適用於鋁流感應電機等,缺點是運算比較複雜,需(xū)求資(zī)源較多,優點(diǎn)是力矩(jǔ)波(bō)動更小,噪音小,成本篼,控製(zhì)複雜,目前家電行業較少采用。
1.3.5直接轉矩矢量(liàng)控製。適用(yòng)於交流感應電機等,缺點(diǎn)是運算複雜,需求(qiú)資(zī)源多,優點是力矩波動最小,噪音(yīn)小,成本(běn)篼(dōu),控製複雜,目前家電行業較少采用。
2變頻(pín)技術在冰箱方麵的(de)應用目前冰箱用(yòng)壓縮(suō)機,市場(chǎng)上主要有交流定頻壓縮機和直流無刷無位置傳感器壓縮機,壓縮機的效率(lǜ)、噪音等性能指標都能滿足使用要求,所(suǒ)以在變(biàn)頻冰箱控製方案中,選用了無位置傳感器(qì)無刷直流電機方波驅動方案,驅動橋臂采(cǎi)用分立元(yuán)件。
溫度傳感1人機界麵(miàn)從變頻冰箱的控(kòng)製方案上可以了解變頻冰箱的優點,通常變頻冰箱控製框(kuàng)圖如所示:當用戶設置好(hǎo)參數後,控製器從傳(chuán)感器采集數據從(cóng)而決定出對壓縮機(jī)的(de)控(kòng)製策略,通過通訊(xùn)線將相應參數傳送給驅動板(主要是壓縮機轉速參數),之後驅動板按要求調(diào)整壓機到要求轉速,其中驅動板實現了對壓縮機(jī)的過(guò)壓、欠壓保護,過流(liú)保護,低(dī)轉速啟動,從而(ér)減小啟動電(diàn)流。
-03N的(de)直流(liú)變頻(pín)壓縮機,實現了啟動電流小,過流保護,欠壓過壓(yā)保護,壓縮機在2000rpm到4000rpm連續可(kě)調(diào)等功能(néng)。在(zài)低速和高速下冰箱運行平穩,實現了節能、降噪(zào)等目標。
冰箱控製對象的性能提(tí)高,為廣(guǎng)大的技術人員提供了廣闊的設計空間,可以預見隨著(zhe)人們對製冷和保鮮技術認識的深人,利用更多(duō)的傳感器,冰箱領域會出現功能更強的模糊控製冰箱;隨(suí)著壓縮機廠家技術的不(bú)斷提升(shēng),會出現性能更優越的各類變頻壓縮機;控製器的設計也會隨著電子元件(jiàn)的發展和(hé)控製理論的發展而出現性能更高、價格(gé)低(dī)廉的產品;同時在大容量冰箱方麵,變頻(pín)技術會(huì)有更優秀的表現。
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