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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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楼主
光明磊落踏实|  楼主 | 2022-11-18 18:11 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |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。

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。

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。



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。


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。

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。

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。

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。





此文章已获得独家原创/原创奖标签，著作权归21ic所有，未经允许禁止转载。

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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。 
沙发
@lonely| | 2022-11-20 14:42 | 只看该作者
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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董自祝 2022-12-16 15:17 回复TA
@@lonely ：30K的载频，马达可以正常转，波形不是很正旋 
@lonely 2022-12-15 17:11 回复TA
@董自祝 ：一个电子周期只有几次中断，这样子马达运行正常吗？应该弦也画不好才对 
董自祝 2022-12-15 15:20 回复TA
用这颗做过22W转的路过。。。18W都是低的 
板凳
上下而求索| | 2022-11-20 20:25 | 只看该作者
专业

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地板
光明磊落踏实|  楼主 | 2022-11-21 13:32 | 只看该作者
@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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5楼
@lonely| | 2022-11-21 14:15 | 只看该作者
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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fcccc 2023-2-16 18:27 回复TA
高速时就别什么FOC了,直接切换到6步运行,别说现在这么先进的芯片,10几年前新唐MINI51的24M主频,都跑到30万转了. 
fcccc 2023-2-16 18:24 回复TA
超高速时方波运行. 
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 
6楼
daichaodai| | 2022-11-21 18:38 | 只看该作者
专业，点个赞。

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7楼
guijial511| | 2022-11-22 08:39 | 只看该作者
吸尘器为什么这么贵？

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8楼
上下而求索| | 2022-11-23 08:44 | 只看该作者
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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9楼
光明磊落踏实|  楼主 | 2022-11-23 09:59 | 只看该作者
@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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10楼
21小跑堂| | 2022-11-23 13:47 | 只看该作者
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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11楼
caigang13| | 2022-12-1 19:44 | 只看该作者
吸尘器的价格还是挺贵的，无线的好点的都得上千了。

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12楼
yi休ge| | 2022-12-6 15:47 | 只看该作者
很专业，围观一下

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13楼
xu@xupt| | 2022-12-7 16:24 | 只看该作者
专业

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14楼
两只袜子| | 2023-2-16 16:12 | 只看该作者
这是高手，整个文章写的相当有水平

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15楼
两只袜子| | 2023-2-16 16:12 | 只看该作者
什么时候试一下这个方案

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16楼
fcccc| | 2023-2-16 18:34 | 只看该作者
如何申请demo版

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17楼
便携手到老| | 2023-3-22 12:48 | 只看该作者
申请开发板应该怎么做？

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18楼
名字是啥样| | 2023-3-22 17:52 | 只看该作者
感谢楼主的分享。

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19楼
自己的灌饼| | 2023-3-22 18:03 | 只看该作者
这个包一个外壳就可以售卖了。

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20楼
真爱吴迪迪| | 2023-3-22 18:09 | 只看该作者
感谢楼主的分享，不错的案例

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