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用智能相位控制技术提高家用电器的电机效率

作者:姜铁军 时间:2020-03-03 来源:电子产品世界 收藏

姜铁军 (东芝电子元件(上海)有限公司 系统LSI战略业务企划统括部 高级工程师)

本文引用地址://www.cazqn.com/article/202003/410475.htm

摘  要:介绍了家用电器用电机的特点,以及东芝提升电机效率的和产品。

关键词:

1  家电用电机的特点 

电机在如今这个时代非常重要。根据相关数据显 示,全球大约50%的电能是被电机消耗的。在以前,电机的应用主要集中在工业领域,随着人民生活水平的不断提升,家用电器领域开始异军突起。数量巨大的家用电器在电机使用中占比很大,如家电类的冰箱、空调、洗衣机等,都需要电机提供动 力。相较工业设备中电机对驱动性能和功率的追求不同,家电中的电机追求高效率、高性价比与超高的设备稳定性。 

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随着环保与能耗方面政策的不断出台,目前我们十分看好无刷直流电机()在家电领域的应用。以家用空调风机为例,中国的产量在每年5千万台左右,预计在未来3年,无刷直流电机在空调中的占比将由现在的30%提高到70%,有理由认为在家电领域的应用前景是一片大好。 

目前BLDC电机的技术发展趋势主要集中在提升电机本身的工作效率,东芝已经研发了智能电机驱动技术,能够大幅提升工作效率。另一方面,由于家电本身的工作特点,对于电机的消耗是很大的,所以也就对产品的可靠性提出了更高的要求。此外,由于家电市场的竞争十分激烈,性价比方面也是一个很重要的发展方向。

2  提升效率的方案: 

从民用技术角度看,高效电机的趋势是发展智能相位控制技术,提高效率并减少不必要的输出。智能相位控制技术应用于直流无刷电机驱动,在不同速度下智能调节电机电流相位,使电机在不同工况下效率最佳。技术特点:高效率,无外围元器件,不同转速自动调整。 

根据电机运转原理,当无刷直流电机以正弦波进行驱动时,由于电机本身存在阻抗的影响,电机转速变化会引起电机电压与电流的相位差,这会导致功耗增加,大大降低电机驱动效率(如图1)。智能相位控制技术比较了电流相位(电流信息)和电压相位(霍尔效应信号)之间的关系,并向电机电流控制信号提供反馈,用户通过初始设置便可以轻松地对相位差进行自动调节, 在整个工作转速范围内实现最大的工作效率。这最大程 度上优化了传统电机产品相位差调节的复杂流程,大大降低了用户在研发过程中的负担。

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图1

在提高效率方面,东芝电机驱动产品有独特的智能相位控制技术应对。东芝智能相位控制技术应用于无刷直流电机驱动,在不同速度下智能调节电机电流相 位,使电机在不同工况下效率最佳。技术特点:高效率,无外围元器件,不同转速自动调整,对应的产品有TC78B041FNG和TC78B042FTG。 

东芝智能相位控制技术能提高电机控制系统效率, 并具有简单易用的特点。 

同样,对于巨大的使用量,要有高可靠性才能满足客户的需求。东芝为满足客户需求,不断提高家电应用类产品的耐高压参数,推出最高耐压为600 V的集成模块以及系列产品。

至于高性价比,是市场竞争的结果。东芝为客户提供高性价比的SiP产品(TB67B000A),将电机控制和功率集成于单个封装,在性价比上做到了极致,而且SiP产品在本身高性价比的同时,还减小了PCB的使用面积,同样降低了客户的使用成本(如图2)。

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图2

本文来源于科技期刊威廉希尔 官网app 2020年第03期第12页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。



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