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出色的真空吸尘器设计介绍来了! [复制链接]

目前,无线吸尘器客户有着严苛要求:超大吸力、小巧轻便以及较长且可靠的产品生命周期。今天就带大家了解使用现代无刷直流电机 (BDLC) 与电源应用电机控制器迎接挑战的设计细节。

 

挑战
 

参与这个项目的真空吸尘器设计团队和 Qorvo 工程师需满足客户对无线吸尘器的严苛要求。最终的设计采用了可实现最大吸力的高速电机操作、小巧轻便的外形设计以及可实现较长且可靠产品生命周期的组件。该真空吸尘器要求的吸力水平高于大多数传统的便携式真空吸尘器。影响设计方案的另一个因素为:在大多数真空吸尘器设计中,转矩和电机速度都是重要的因素。然而,本例的要求略有不同,它强调了对功率和速度的需求。

 

客户的设计规范要求使用配备磁场定向控制 (FOC) 的 PMSM 电机,以实现变频驱动 (VFD),满足产品要求。

 

// 电机设计缩略语指南 //
ADC — 模数转换器
BLDC — 无刷直流电机
FOC — 磁场定向控制
IEC — 国际电工委员会
MCU — 微控制器单元
PMSM — 永磁同步电机
PWM — 脉宽调制器

VFD — 变频驱动

 

解决方案

 

开始这个项目时,Qorvo 和设计团队就知道最终产品将是一款高性能真空吸尘器,因此他们选择使用三相 PMSM,因为该电机采用正弦波换向,有助于尽可能地提高性能。该设计依靠 FOC 并使用一种用于控制定子旋转磁场的算法,同时利用两个正交分量来调节磁通发生器,确定可用转矩。

 

使用 FOC 和 Qorvo 开发的定制算法可以精确控制电机速度,并尽可能提高真空吸尘器的整体效率。经过设计团队和 Qorvo 数月的通力合作,最终产品成功地满足了客户的产品需求。双方合作设计的这款强大且高效的无线真空吸尘器现已上市。

 

概述 — 真空吸尘器操作
 

手持式真空吸尘器通过旋转电机驱动风扇产生吸力,而吸力将空气从吸尘器的头部抽出,然后将吸入的灰尘和碎片收集在一个袋子或罐子中,并通过排气口排出。通常,放置在排出蒸汽中的过滤器可防止排出微粒。风扇电机的转速和进气口(或附件)的尺寸决定了吸力大小,这是由从头部抽走空气并从排气口强制排出时产生的负压确定的。在高端真空吸尘器中,风扇转速通常可达到每分钟 10 万转以上,比如 Qorvo 参与的产品设计。

 

大功率真空吸尘器的关键组件

 

为实现最佳性能,现代手持式真空吸尘器采用无刷直流 (BLDC) 电机,从而可以在电机外壳内产生旋转磁场。在这种无刷设计中,定子和线圈是固定的,永磁体附在转子上,而转子随着循环磁场旋转。定子线圈的电流由外部电子电机控制器精确控制,从而可以产生可变转速。与有刷直流电机和传统电感电机相比,BLDC 设计更复杂,但更具可控性,其优点包括运行效率高、外形尺寸更小巧、可靠性更高并且具有超长耐用性。

 

以上内容摘录自用高性能电机,打造出色的真空吸尘器(上),喜欢的朋友可以仔细学习学习。

此帖出自RF/无线论坛

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