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如何設計你的冰箱電機驅動

未知 2019-10-17 09:59

  電機在我們的日常生活中無處不在。如果你看看普通家用電器的內部,諸如冰箱,你將會找到某些步進和無刷直流 (BLDC) 電機,節氣閥和BLDC風扇等高級應用。這些應用在使冰箱有效運行方面發揮了重要作用。

  

  節氣閥

  節氣閥是一個控制制冷器到冰箱空氣流量的小節氣門。它通常位于冰箱頂部,或者是后面板靠近頂部的位置上。節氣閥由一個恒溫器進行控制,根據冰箱內空氣的溫度來觸發其打開或關閉。節氣閥的內部有一個永磁體 (PM) 步進電機和齒輪箱。讓我們拆開一個節氣閥仔細地看一看(作為一名工程師,這是我最喜歡的部分!)。

  

  如你所見,小型PM步進電機驅動齒輪箱,并使節氣門打開或關閉。這個步進電機的驅動電壓為12V,并且通常無需電流調節。那么,你怎么樣來區分步進電機是由電壓驅動還是由電流驅動呢?只要測量一下電機相位的DC電阻值就可以了。如果電阻值大約為30歐姆到幾百歐姆的話,應該是電壓驅動的。如果電阻值低于20歐姆,大多數情況下在10歐姆以下,極有可能是由電流驅動的。通常情況下,電壓驅動的電機常見于小功耗PM步進電機和驅動電流極低的單極步進電機,這樣的話,I2 x R的電阻損耗不會太大。電流驅動類型可見于大多數中高功率混合式步進電機中。

  好了,我們再回到節氣閥。我拆開的這個節氣閥有一個PM電壓驅動步進電機,相位電阻器的電阻值大約為400歐姆。我們來為它找一個最合適的驅動器。DRV8848就很合適。4V到18V驅動電壓范圍,雙H橋集成,脈寬調制 (PWM) 控制接口,高達2A工作電流,以及完全保護,使得它成為驅動節氣閥的理想選擇。如果你希望了解與驅動邏輯電路相關的更多內容,可以看看針對完整解決方案的參考設計,你可以為其選擇相關硬件和軟件。

  你在下方的圖片中可以看到,冰箱風扇模塊使冰箱內的冷空氣循環,均勻分布在冰箱內的各個角落,防止結霜,從而大大地提高了冰箱的性能。

  

  這個風扇模塊包括一個單相或三相無刷電機。目前,我們更常見到的是三相BLDC,這是因為,此類電機更加小巧,工作時更安靜,并且可以長時間高效運行。在這個應用中,會看到霍爾傳感器或無傳感器控制。由于TI的三相無傳感器正弦電機驅動器,DRV10983,我們可以在不糾結于控制算法的情況下實現最前沿的180無刷BLDC控制。

  我們將DRV10983歸類為參考設計中用于高效和超級安靜運行的風扇驅動器。由于大多數冰箱制造商現在使用PWM電源來為風扇模塊供電并改變其轉速,我們采用FG反饋和PWM功率穩壓來施加閉環速度控制,這樣對現有解決方案的硬件改動最小。借助閉環速度控制,我們可以在不考慮電機參數變化、電源變化、機械磨損或使用壽命的情況下保持所需的速度值。請在這部視頻中了解機器運行是如何從速度控制中受益的。

  原文請參見:http://www.deyisupport.com/blog/b/industry/archive/2015/04/14/51942.aspx

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