搭載無(wú)刷電機(jī)的吸塵器有什么優(yōu)勢(shì)？

吸塵器和掃地機(jī)是每個(gè)家庭都希望擁有的家務(wù)好幫手。一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的吸塵器有刷電機(jī)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且配件較多，散熱效果差，電機(jī)內(nèi)部熱量無(wú)法被高速氣流所帶走，溫升升高，而過(guò)高的溫度會(huì)致使漆包線絕緣失效、永磁體不可逆退磁和整個(gè)電機(jī)性能下降等問(wèn)題出現(xiàn)。

近年來(lái)直流無(wú)刷電機(jī)被大力普及，因直流無(wú)刷電機(jī)具有良好的線性調(diào)速特性、較高的效率、良好的動(dòng)態(tài)特性，所以一直占據(jù)著調(diào)速控制的傳統(tǒng)地位。雖然近來(lái)不斷受到其他電動(dòng)機(jī)如交流變頻電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的挑戰(zhàn)，但直流電動(dòng)機(jī)仍然是許多調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)的最優(yōu)選擇。在生產(chǎn)，生活中仍有著廣泛應(yīng)用。一些吸塵器廠家開(kāi)始大力引進(jìn)直流無(wú)刷電機(jī)在其新的產(chǎn)品上作為性能提升的關(guān)鍵部件。

因手持吸塵器電機(jī)要求具有小體積、高轉(zhuǎn)速和低噪音。為了實(shí)現(xiàn)體積的小型化和輕量化，同時(shí)滿足更大的吸力效果，常常需要提高轉(zhuǎn)速。而直流無(wú)刷馬達(dá)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能效比轉(zhuǎn)換比較高，當(dāng)然前提條件就是無(wú)刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制必須要做好驅(qū)動(dòng)算法，否則無(wú)刷馬達(dá)的性能發(fā)揮不出來(lái)，搞無(wú)刷馬達(dá)的人都知道，其實(shí)并不是馬達(dá)跑得越快，性能越好，而是要控制馬達(dá)在運(yùn)作過(guò)程中，盡量將電能轉(zhuǎn)換成風(fēng)能，無(wú)刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)換率高達(dá)70%，如果馬達(dá)驅(qū)動(dòng)算法控制不好，那么其轉(zhuǎn)換的能效比上不去，吸塵器的性能就比較差。

有些吸塵器，轉(zhuǎn)速很快，但是吸塵效果卻不盡如人意，為什么呢？估計(jì)有人懷疑是結(jié)構(gòu)沒(méi)做好導(dǎo)致的，實(shí)際上是因?yàn)槲鼔m器馬達(dá)驅(qū)動(dòng)調(diào)試沒(méi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)而造成的馬達(dá)能效轉(zhuǎn)換太低的結(jié)果。所以一個(gè)好的無(wú)刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)算法對(duì)產(chǎn)品的性能起到關(guān)鍵作用。那么吸塵器的算法到底采用無(wú)刷馬達(dá)的方波算法還是FOC算法呢？當(dāng)前做得最好的其實(shí)基本都是FOC算法。

（1）無(wú)感方案框圖：

基于華天微KY32MT028的單電阻無(wú)感FOC觀測(cè)器方案采用成熟的全維SMO+PLL方案，算法響應(yīng)速度快，實(shí)時(shí)跟蹤精度高，參數(shù)配置簡(jiǎn)單，可直接閉環(huán)啟動(dòng)：

（2）單電阻硬件移相：

為節(jié)約成本及占用更小的PCB布局面積，電機(jī)的電流采樣通過(guò)單電阻實(shí)現(xiàn)，但轉(zhuǎn)子在某些位置會(huì)使得單電阻采樣進(jìn)入非觀測(cè)區(qū)，此時(shí)，KY32MT028內(nèi)置的硬件飽和移相功能會(huì)自動(dòng)調(diào)整PWM波形進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電流采樣重構(gòu)：

（3）弱磁策略：

吸塵器在實(shí)際工況中，往往會(huì)被部分異物堵住進(jìn)風(fēng)口或?yàn)V網(wǎng)，此時(shí)為保證吸塵器的吸力足夠，通常需要通過(guò)弱磁手段提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證恒功率控制的要求：

（4）KY32MT028方案靜止啟動(dòng)波形：