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GD32F330的洗碗機(jī)直流無刷(BLDC)驅(qū)動(dòng)方案
2022-12-20 640次

GD32F330的洗碗機(jī)直流無刷(BLDC)驅(qū)動(dòng)方案


  數(shù)據(jù)顯示,2016-2021年中國洗碗機(jī)市場規(guī)模從不到20億元增長至99.6億元,年復(fù)合增長率高達(dá)39%,銷量接近200萬臺(tái)。2022年上半年洗碗機(jī)零售額51.5億元,同比增長11.4%,全年破百億關(guān)口已成定局。


GD32F330的洗碗機(jī)直流無刷(BLDC)驅(qū)動(dòng)方案


  洗碗機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展,讓消費(fèi)者對產(chǎn)品的性能和用戶體驗(yàn)提出了更高的要求,特別是對洗碗機(jī)產(chǎn)品核心性能指標(biāo):能耗,水耗,噪聲等。為滿足高性能的門檻的要求,國外各大品牌紛紛研究新型技術(shù),“變頻技術(shù)”已經(jīng)成為當(dāng)下各品牌產(chǎn)品性能提升的標(biāo)志和產(chǎn)品賣點(diǎn)宣傳的重要手段,其主要技術(shù)特點(diǎn)就是符合低噪聲,高洗凈率,低能耗,減少洗滌時(shí)間等各項(xiàng)指標(biāo)。

  目前市面上變頻洗碗機(jī)大多采用BLDC電機(jī)(無刷直流電機(jī)),鑒于無刷直流電機(jī)具有優(yōu)越的調(diào)速性能,表現(xiàn)在控制性能好、調(diào)速范圍寬、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、低速性能好、運(yùn)行平穩(wěn)、效率高、低噪音、使用壽命長等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于洗碗機(jī)、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等家用電器的風(fēng)扇與泵等子系統(tǒng)。


  洗碗機(jī)方案

  主控MCU:GD32F330xx

  輸出功率:50W~100W

  控制方式:FOC正弦控制

  啟動(dòng)方式:無傳感器

  控制算法:SMO

  調(diào)制方式:SVPWM

  電流采樣方式:雙電阻采樣

  調(diào)制頻率:20KHz

  電機(jī)轉(zhuǎn)速:3200RPM @ 3極對

  噴水量:30L/MIN

  保護(hù)功能:堵轉(zhuǎn)、過流、欠壓、過壓、過溫保護(hù)等

  工業(yè)級(jí)器件(-40~85攝氏度)

  主要特點(diǎn):啟動(dòng)迅速可靠,效率高、噪聲低


  設(shè)計(jì)框圖


GD32F330的洗碗機(jī)直流無刷(BLDC)驅(qū)動(dòng)方案


  GD32F330系列MCU

  內(nèi)核:Arm Cortex-M4

  Max Speed:84MHz

  Flash:16~128K

  SRAM:4~16K

  高速高精度 12-bit ADC×1@2.86Msps,最大16通道

  高級(jí)定時(shí)器×1,支持三相PWM互補(bǔ)輸出和死區(qū)管理

  通用定時(shí)器×5

  供電電壓:2.6~3.6V供電

  工作溫度范圍:-40℃~85 ℃工業(yè)級(jí)溫度范圍

  變頻控制方案選用業(yè)界先進(jìn)的SMO+PLL無位置傳感器變頻控制技術(shù),該技術(shù)具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,100%啟動(dòng)成功率,自由調(diào)速,效率高,控制精度高,完善的保護(hù)功能。由于洗碗機(jī)水泵工作在高溫高濕的工況下,所以要求控制器除了硬件具有溫度過溫保護(hù)功能,同時(shí)軟件算法也需要對控制參數(shù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償,在保證控制器安全可靠的工作情況下,保證水泵能夠工作在最大速度或者最大輸出功率,以提高產(chǎn)品的洗凈度。


  技術(shù)參數(shù)


GD32F330的洗碗機(jī)直流無刷(BLDC)驅(qū)動(dòng)方案


GD32F330的洗碗機(jī)直流無刷(BLDC)驅(qū)動(dòng)方案

  電機(jī)啟動(dòng)相電流波形


GD32F330的洗碗機(jī)直流無刷(BLDC)驅(qū)動(dòng)方案

  電機(jī)運(yùn)行相電流波形


  DEMO板實(shí)拍


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