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[家用电器]

关于吸尘器/洗地机应用中的高速电机控制

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光明磊落踏实|  楼主 | 2022-11-18 18:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 光明磊落踏实 于 2022-11-23 10:43 编辑

#申请原创#      从19年开始接触吸尘器的应用,一开始用单个HALL做单相吸尘器,再后来用无感方波做三相手持式吸尘器,转速都在8万转/分钟左右,现在接触的都是无感FOC控制吸尘器。
下图就是在淘宝上搜索的吸尘器。
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随着大家对生活品质要求的提高,从21年开始,更便捷的带水洗拖地功能的洗地机火起来了,销量挺高。下图就是洗地机了。
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因为是做电控的,会去了解市面上的吸尘器方案。了解到目前市面上吸尘器方案也不少,有方案商做的方案,也有MCU原厂自己做的方案。从网上了解到,南京凌鸥创芯是做电机专控芯片的原厂,也有吸尘器方案,就实测了下效果,用的吸尘器DEMO板做测试,选用的LKS32MC034DOF6Q8这个型号。
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硬件方面,此方案用的外围器件少,芯片本身集成了运放、比较器、DAC、5VLDO,省去了7805,用的单电阻采样,节省了成本。
去凌鸥官网看了芯片里集成的驱动,最低供电电压4.5V,如果是两节电池的吸尘器就可以不用升压电路了,这样方便了很多。
软件方面,开发环境用的熟悉的Keil,程序调试用宏定义,注释比较清楚,看起来容易理解。
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关于吸尘器应用有几个技术难点,一个是启动可靠性、最高转速、顺风启动。
1、静止启动效果,稳定,启动速度快,各电压启动测试未发现启动失败现象,波形如下。以前做方案,不同供电电压下,启动稳定性会有差异,这个做的比较好,各电压下启动都比较顺畅。
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2、顺风启动效果,启动相电流不过冲,电机不抖动(紫色线),母线电压不抬升(黄色线),波形如下。之前自己调试过顺风起,根据反电动势计算角度,但效果没这个好,母线电压会抬升,导致母线电流给电池包充电。
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3、堵孔效果,堵孔相电流稳定,波动小,转速高,电转速达19万转/分钟,波形如下。
目前市面上的吸尘器以10万转/分钟比较多,再往上就是15转/分钟,能做到18万转/分钟的还是不多。
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综合来看,实测下来,基于LKS32MC034DOF6Q8做的这款吸尘器方案效果还是不错的。





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21小跑堂 打赏了 100.00 元 2022-11-23
理由:恭喜通过原创审核!期待您更多的原创作品~

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21小跑堂 2022-11-23 13:39 回复TA
感谢大佬分享!如果能上传源码包的话可以得到更多的打赏哦~ 
王栋春 2022-11-18 22:13 回复TA
围观了解一下,感觉非常专业。 
@lonely| | 2022-11-20 14:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 @lonely 于 2022-11-20 14:44 编辑

无感FOC控制 19万转每分钟?即使1对极马达,一个电子周期才315us左右,一个区间60度才52us左右,请问楼主PWM频率是多少HZ?这么短时间画几次弦? FOC执行时间大概多少us呢?

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上下而求索| | 2022-11-20 20:25 | 显示全部楼层
专业

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光明磊落踏实|  楼主 | 2022-11-21 13:32 | 显示全部楼层
@lonely 发表于 2022-11-20 14:42
无感FOC控制 19万转每分钟?即使1对极马达,一个电子周期才315us左右,一个区间60度才52us左右,请问楼主PWM ...

PWM频率23Khz,FOC执行时间27us

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@lonely| | 2022-11-21 14:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 @lonely 于 2022-11-21 14:19 编辑
光明磊落踏实 发表于 2022-11-21 13:32
PWM频率23Khz,FOC执行时间27us

PWM频率是23KHz的话,19万转速 一个电子周期大概只有7.2次画弦,平均一个60度区间画1.2个弦的点。这个误差会不会太大了?另外一个是画的弦 应该也是畸形的厉害

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呐咯密密 2022-11-26 16:21 回复TA
我觉得无感的19万转速,差个几千也无所谓,只能说用户无感 
daichaodai| | 2022-11-21 18:38 | 显示全部楼层
专业,点个赞。

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guijial511| | 2022-11-22 08:39 | 显示全部楼层
吸尘器为什么这么贵?

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上下而求索| | 2022-11-23 08:44 | 显示全部楼层
guijial511 发表于 2022-11-22 08:39
吸尘器为什么这么贵?

应该是技术先进,性能好,认可度高

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光明磊落踏实|  楼主 | 2022-11-23 09:59 | 显示全部楼层
@lonely 发表于 2022-11-21 14:15
PWM频率是23KHz的话,19万转速 一个电子周期大概只有7.2次画弦,平均一个60度区间画1.2个弦的点。这个误差 ...

实际相电流波形可以看最后一张图。
最近做过扫地机机器人里面的主吸吸尘电机,6对极电机,最高电频率3.5KHz,对应的电转速就是21万转/分钟,26Khz的载波频率控制的

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21小跑堂| | 2022-11-23 13:47 | 显示全部楼层
下次申请原创的时候记得@21小跑堂,这样可以更容易被看到哦

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