手持吸尘器PCBA方案【其利天下技术分享】

家务中,吸尘器和扫地机成为每个家庭主妇理想的助手。
传统吸尘器采用有刷电机,结构简单,配件多,但散热效果差,电机内部热量未能被高速气流带走,导致温升升高,可能引发漆包线绝缘失效、永磁体不可逆退磁,整个电机性能下降等问题。
吸尘器
近年来,直流无刷电机因其良好的线性调速特性、高效率和动态特性大力普及,一直是调速控制的首选。尽管受到其他电动机如交流变频电动机、步进电机的挑战,但直流电动机仍然是调速控制中的最佳选择,广泛应用于生产和生活。为提升性能,一些吸尘器厂家纷纷引进直流无刷电机作为关键部件。
手持吸尘器 
手持吸尘器电机要求小巧轻便、高转速、低噪音。为了实现小型轻量化同时满足更强吸力,通常需要提高转速。直流无刷马达的最大优势在于其高效能转换比,但前提是必须通过良好的驱动算法实现对马达的精确控制。无刷马达的转换率可高达70%。若驱动算法控制不善,将导致吸尘器性能下降,这在一些转速很快、但吸尘效果不佳的吸尘器中可能出现。这并非结构问题,而是由于吸尘器马达调试未达标准,导致马达能效转换较低。因此,优秀的无刷马达驱动算法对产品性能至关重要。
那么吸尘器的算法到底采用无刷马达的方波算法还是foc算法呢?目前,最为出色的算法大多采用foc算法。
电机控制算法简介 
1)无感方案框图:基于华天微ky32mt028的单电阻无感foc观测器方案采用成熟的全维smo+pll方案,算法响应速度快,实时跟踪精度高,参数配置简单,可直接闭环启动:
无感方案框图 
2)单电阻硬件移相:为节约成本及占用更小的pcb布局面积,电机的电流采样通过单电阻实现,但转子在某些位置会使得单电阻采样进入非观测区,此时,ky32mt028内置的硬件饱和移相功能会自动调整pwm波形进而实现电流采样重构:
单电阻硬件移相 
3)弱磁策略:吸尘器在实际工况中,往往会被部分异物堵住进风口或滤网,此时为保证吸尘器的吸力足够,通常需要通过弱磁手段提高电机的转速,保证恒功率控制的要求:
弱磁策略
4)ky32mt028方案静止启动波形: 
启动波形
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