高速攪拌機永磁同步電機的開(kāi)發解決方案

高速攪拌機永磁同步電機的開(kāi)發解決方案

1.市(shì)場基本情況

随著(zhe)生(shēng)活水平的提高，百姓養生(shēng)意識越來越強。具有豐富食譜和養生(shēng)功能的攪拌機，作為替代攪拌機的廚房電器，在最近一(yī)年成為市(shì)場上的明(míng)星産品。

2.市(shì)場需求或痛點

當前市(shì)場上的攪拌機馬達普遍都(dōu)是采用交流串激電機，交流串激電機是由轉子鐵(tiě)芯、定子勵磁繞組，轉子工(gōng)作繞組、換向器和碳刷組成的結構，轉子繞組是繞在轉子鐵(tiě)芯上面，定子繞組是繞在定子鐵(tiě)芯上，電機旋轉是靠碳刷與換向器接觸來改變繞線的通電順序來實現電機旋轉的。這樣電機受制(zhì)于工(gōng)作原理，電機效率低(dī)，負載速度相(xiàng)對空載速度掉速嚴重，不(bù)能做(zuò)恒轉速和恒轉矩控制(zhì)，遇到波動負載時，轉速和輸出力矩忽高忽低(dī)，噪音也(yě)不(bù)穩定，且低(dī)速時輸出扭矩低(dī)。另外，此類電機在旋轉的時候存在碳刷與換向器之間的機械摩擦，從而産生(shēng)非常大的噪音和因碳刷摩擦而産生(shēng)的大量粉塵，有可能污染食物。

3. 力輝的直流電機解決方案

電機的結構是由定子鐵(tiě)芯、轉子鐵(tiě)芯、繞組、絕緣骨架、永磁體(tǐ)、前/後端蓋、平衡塊、風葉、接線闆、軸承、電機引線等組成。其中(zhōng)定子、轉子鐵(tiě)芯由矽鋼片疊壓而成，永磁體(tǐ)由稀土永磁體(tǐ)做(zuò)成。繞組繞在定子鐵(tiě)芯上面，定子繞組元件(jiàn)數為3的倍數。永磁體(tǐ)是嵌在轉子鐵(tiě)芯內(nèi)部，為偶數對極數，面向轉子表面的磁極依次按N,S排列。轉子鐵(tiě)芯設置有內(nèi)槽，用于安放永磁體(tǐ)，并且轉子鐵(tiě)芯表面設計(jì)為面包形凸起，用以降低(dī)齒槽轉矩。轉子鐵(tiě)芯兩端面分别設置平衡塊用以做(zuò)去重法動平衡用。前後端蓋通過螺釘連接，并将定子鐵(tiě)芯固定。前端蓋與客戶攪拌機連接。在定子鐵(tiě)芯和繞組之間設置有塑料絕緣骨架，其中(zhōng)兩個(gè)骨架對插，将定子鐵(tiě)芯完全包裹，以防止絕緣不(bù)良。在電機繞組端面設置有接線PCB闆，以此将電機引線和繞組相(xiàng)線連接。在電機轉子尾部設置有散熱(rè)用離(lí)心式風葉。

驅動器部分由高壓AC-DC轉換電路、EMC電路、低(dī)壓采樣和控制(zhì)電路、功率電路等組成。其中(zhōng)低(dī)壓采樣和信号反饋全部采用信号隔離(lí)，控制(zhì)電路中(zhōng)主控芯片采用高性能DSP芯片，具有浮點運算和快(kuài)速運算的優點，在高端電機控制(zhì)上由相(xiàng)當大的優勢。功率器件(jiàn)選用600V 30A集成IGBT模塊，體(tǐ)積小，功率大。

高速攪拌機永磁直流電機樣闆.jpg

為實現恒速、恒力矩控制(zhì)和低(dī)速大扭力以及無霍爾控制(zhì)，軟件(jiàn)算法上拟結合磁場矢量控制(zhì)技術和國(guó)際上最新出現的高頻(pín)注入法控制(zhì)技術，通過準确提供電機的DQ軸電感、相(xiàng)電阻、反電勢常數等參數，實現電機的精确無霍爾控制(zhì)。

電機旋轉是由驅動器來控制(zhì)繞組的通電順序來實現電機旋轉的，不(bù)存在機械摩擦，通過高性能驅動器做(zuò)無傳感器FOC控制(zhì)，再加上采用稀土永磁體(tǐ)，可以解決交流串激電機的高噪音、掉速、轉矩波動、低(dī)速無力、碳粉污染、低(dī)效率、體(tǐ)積大、功率密度低(dī)等一(yī)系列缺點，可以大大提升攪拌機的客戶體(tǐ)驗，并可以讓客戶擴展更多的菜單功能。

4. 具體(tǐ)應用方案未來的優化(huà)(huà)方向及可以達到的目标

4.1 關鍵技術

1.通過磁場定向控制(zhì)、直接轉矩控制(zhì)和高頻(pín)注入法等先進算法，實現恒轉速、恒功率、低(dī)速大扭矩、噪音低(dī)、效率高、綠色環保、使用壽命超長(cháng)。

4.2 創新點