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基于无刷无传感器电机FOC控制的抽油烟机解决方案

FOC控制技术简介
  
   

VFD-VE系列的向量控制核心技术是FOC((Field Oriented Control),也就是业界通称的磁场导向控制或磁束向量控制。越来越低的电机驱动器采用磁场导向控制,因为它可让电机在任何时刻都在最佳的扭力之下工作,所以可获得更高的效率,它具有更好的动能反应,能够达到非常精准的可变速控制,还有更低的扭力载波(ripple),在电机启动、运转、和停止时可提供一致稳定的效果。

 

无霍尔FOC控制方案在ARM M0的内核芯片上实现;主要应用在抽油烟机、风机、电扇、水泵等产品。无霍尔FOC实现了启动平稳,超静音,逆风启动等性能,以下介绍抽油烟机控制板的特点。

一、抽油烟机采用无霍尔方案更具有成本和性能优势 

1.抽油烟机的的特点

要求运行平稳,振动小,可以降低系统结构成本 低成本 风机类负载 !

2.无传感器的特点 

低成本,省掉霍尔及其安装 运行平稳振动小 适合于风机类负载

二、无传感器抽油烟机功能列表 

特性       功能

控制算法 :无传感器FOC

控制方式 :速度控制 / 恒duty控制

调制方式 :空间矢量脉宽调制(SVPWM)

电流采样 : 2/3 桥臂电阻取样

调制频率 :16 kHz

转速范围 :3%~70%(4对极)

速度波动率 :<0.5%

最大输出功率 :<400W (与功率板相关)

启动方式: 恒电流启动

保护措施: 过流、欠压、过压、堵转

三、无传感器FOC抽油烟机的主要优势 

1.低成本,省掉霍尔及其安装 运行平稳振动小 适合于风机类负载;不需要检测反电动势(通过检测电流实现顺逆风启动,节省6个电阻,3个电容 ) 

2.调速范围宽 :速度范围3%~70%,可以适应风机水泵等的场合;

2.5%~66% @额定速度 1950rpm,行业里面无传感器技术可以做到5%的低速性能;对于非风机类负载可以弱磁升速,满足高速运行要求。

3.运行性能良好:高效率,静音、转速稳定度高,正弦度高;

基于转子磁链准确获得转子位置:正弦度高,高效率,静音,转速稳定度高,电流波形正弦度好,电流包络线平滑 。

4.电机参数鲁棒性好  

定子电阻,电感均为0的情况下,电机可以运行,方便调试参数。 定子电阻(误差-20%~30%),电机运行 效率下降1%以内。 定子电感(误差-20%~40%),电机运行效率下降1%以内。 电机极对数,该算法与极对数无关 

5.支持顺逆风启动 (检测电流实现顺逆风启动)

6.开闭环无扰动切换 

切换无电流扰动,无噪音 避免切换产生的大电流导致MOS损坏 

7.故障保护功能 

定子电阻,电感均为0的情况下,电机可以运行,方便调试参数。 定子电阻(误差-20%~30%),电机运行 效率下降1%以内。 定子电感(误差-20%~40%),电机运行效率下降1%以内。 电机极对数,该算法与极对数无关 

8.采用主流ARM M0的MCU,內建硬件除法器。

 

电机参数参考:

电机额定转速:1950RPM   电阻:20欧姆 电感:60mH  极对数:4

备注:针对其他风机类的无霍尔传感器FOC控制也相同原理,可以快速实现调试控制。


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