許多家用電器都包括一個(gè)或多個(gè)對(duì)其功能至關(guān)重要的電機(jī)。在不斷提高市場(chǎng)份額的斗爭(zhēng)中，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)力求使其產(chǎn)品在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。本文電池線(xiàn)路板小編將探討五個(gè)主要趨勢(shì)，這些趨勢(shì)塑造了電器電機(jī)控制的未來(lái)，電器電機(jī)控制適用于從HVAC系統(tǒng)到食品加工的所有領(lǐng)域。

能效

最大限度地降低電機(jī)和壓縮機(jī)的功耗仍然是電器設(shè)計(jì)的大趨勢(shì)之一。在很大程度上，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）家用電器能源之星計(jì)劃推動(dòng)著這一進(jìn)程。這項(xiàng)計(jì)劃會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)級(jí)并提供相應(yīng)的標(biāo)簽，顯示運(yùn)行該設(shè)備所需的全年電量（kWh）。更高效的產(chǎn)品將獲得能源之星評(píng)級(jí)，而這是許多消費(fèi)者眼中的必備家電屬性。許多其他國(guó)家/地區(qū)的政府提供類(lèi)似的評(píng)級(jí)系統(tǒng)。

低端設(shè)備通常使用交流感應(yīng)電機(jī)（ACIM）。使用變頻驅(qū)動(dòng)器（VFD）可以相對(duì)簡(jiǎn)單地控制這些電機(jī)。在這種技術(shù)中，三相正弦波形為電動(dòng)機(jī)的繞組供電。電機(jī)的控制通過(guò)改變脈寬調(diào)制（PWM）占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)，PWM占空比通過(guò)其變化率來(lái)設(shè)置電壓和頻率。

對(duì)于VFD，只要負(fù)載不變，即可通過(guò)使電壓與頻率之比保持恒定來(lái)提供恒定的轉(zhuǎn)矩。遺憾的是，裝備有VFD的ACIM對(duì)變化的負(fù)載或速度請(qǐng)求的反應(yīng)緩慢，這降低了它的效率。例如，洗衣機(jī)通常使用ACIM，并且ACIM對(duì)可變負(fù)載的變化反應(yīng)不佳。當(dāng)濕衣服在滾筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，或者在攪拌期間滾筒旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。

提高效率的最直接方法是改變運(yùn)行設(shè)備的電機(jī)類(lèi)型。高端設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始采用一種新型電機(jī)，稱(chēng)為永磁同步電機(jī)（PMSM）。由于設(shè)計(jì)原因，這種電機(jī)提供了更好的控制，但制造成本也更高。

PMSM的效率更高，因?yàn)樗鼈冊(cè)谵D(zhuǎn)子中使用永磁體，而感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子使用的繞線(xiàn)線(xiàn)圈需要額外的能量來(lái)維持磁場(chǎng)。PMSM設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以使用一種稱(chēng)為磁場(chǎng)定向控制（FOC）的改進(jìn)控制算法，這種算法可以在更寬的負(fù)載或速度范圍內(nèi)非常精確地控制電機(jī)使用的能量。使用數(shù)字信號(hào)控制器（DSC）來(lái)控制PMSM（例如Microchip的dsPIC33EV系列），可以幫助提高這些電機(jī)的能效并實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲運(yùn)行。

此外，使用具有FOC的PMSM可以節(jié)省大量能源，電路板廠舉個(gè)例子，冰箱的壓縮機(jī)是一種專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的電機(jī)，通過(guò)將控制范圍擴(kuò)展到非常低的速度（如800 rpm），在冷卻系統(tǒng)中泵送冷卻液。因此，使用的功率降低了約30%。這可以顯著提高設(shè)備的能源星級(jí)。其他研究表明，PMSM在將電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩方面可以達(dá)到90%的效率。

更高速

反過(guò)來(lái)看，諸如電鉆、HVAC和排氣扇等電器需要非常高的速度。磁場(chǎng)削弱（也稱(chēng)磁通削弱）是一種控制技術(shù)，能夠以快于FOC技術(shù)的速度旋轉(zhuǎn)電機(jī)。為此，轉(zhuǎn)子磁體之后遇到的定子繞組中的電壓場(chǎng)以抵消轉(zhuǎn)子磁體中某些磁場(chǎng)（稱(chēng)為磁通）的方式進(jìn)行充電。當(dāng)轉(zhuǎn)子的磁鐵與繞組對(duì)齊時(shí)，這會(huì)降低電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力效果。這種阻力稱(chēng)為反向電磁力（BEMF）。通過(guò)磁場(chǎng)削弱降低BEMF，可以將電機(jī)的最高速度從25%提高到100%，只要該時(shí)間點(diǎn)所需的轉(zhuǎn)矩較低即可。由于大多數(shù)電器在較高運(yùn)轉(zhuǎn)速度下不需要滿(mǎn)載轉(zhuǎn)矩，因此磁場(chǎng)削弱可以有效地提高它們的最高速度，從而提高運(yùn)行效率。

最大程度降低噪聲