文章主要大綱如下：

電機(jī)主控芯片SH32F2601介紹

變頻洗衣機(jī)無感FOC方案框圖

變頻洗衣機(jī)無感FOC方案算法介紹

中穎滾筒BLDC洗衣機(jī)方案優(yōu)勢

中穎波輪DDM洗衣機(jī)方案優(yōu)勢

變頻洗衣機(jī)硬件電路

電機(jī)主控芯片簡介

內(nèi)核：32位ARM Star， ARMv8-M架構(gòu)，可選浮點和DSP運(yùn)算

工作頻率：84MHz，內(nèi)部RC常溫0.2%/全溫度范圍1%精度，可接外部晶振

集成硬件運(yùn)算單元（MACP）：支持三角函數(shù)、坐標(biāo)變換、SVPWM運(yùn)算等

存儲空間：64K/128K兩種FLASH size，16K字節(jié)RAM，核心代碼可加載至RAM

封裝及I/O引腳：LQFP32（0.8mm pitch）29個IO、 TQFP48（0.5mm pitch） 45個IO

電壓及溫度范圍：2.4V～5.5V單電源供電，環(huán)境溫度-40℃～+105℃

電機(jī)專用PWM模塊：16位timer、上下橋互補(bǔ)輸出、自動死區(qū)、硬件觸發(fā)AD等功能

ADC： 12bit 、2M采樣率、16個channels及各自獨(dú)立的結(jié)果寄存器

另有6個timer：2個PCA（可輸出6路獨(dú)立的PWM，或用做6路輸入捕捉）、2個16位普通timer、1個獨(dú)立的32位timer（QEI模塊內(nèi)）和1個systick

AMOC：4個OP、1個比較器，或者3個OP、2個比較器

豐富的通訊接口：3個urat、1個SPI、1個TWI，帶FIFO功能

電機(jī)調(diào)試軟件workbench：可通過仿真口或串口，實時顯示電機(jī)波形，方便調(diào)試

無感FOC控制方案框圖

變頻洗衣機(jī)無感FOC方案算法

基本算法

? 空間磁場定向控制（FOC）

? 坐標(biāo)變換（clarke、park及其逆變換）

? SVPWM空間矢量調(diào)制技術(shù)

? PID調(diào)節(jié)器

? 過流保護(hù)、電機(jī)過溫保護(hù)、IPM過溫保護(hù)

? 堵轉(zhuǎn)、缺相、過壓、欠壓等異常檢測

核心算法

? 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和速度觀測器

? 大負(fù)載啟動及抗負(fù)載突變能力

? 4~5倍的深度弱磁控制

? 電子稱重

? 偏心檢測（ OOB ）

? 對角偏心檢測（DOOB）

? 恒壓制動和剎車制動

? 電機(jī)極低速運(yùn)行

電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和速度觀測器

電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和速度觀測用的是滑模觀測器+PLL，滑模觀測器框圖如下：

通過滑模觀測器觀測到電機(jī)反電動勢信號后，利用鎖相環(huán)（PLL）對反電動勢濾波，提取準(zhǔn)確的速度和位置信息，提高抗干擾能力。

鎖相環(huán)（PLL）的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：

深度弱磁算法

弱磁控制算法的框圖如下：

滾筒BLDC方案深度弱磁運(yùn)行波形

深度弱磁，電頻率1Khz的相電流波形如下：

滾筒BLDC方案大負(fù)載啟動

大負(fù)載時啟動，然后逐漸減小負(fù)載，波形如下：

滾筒BLDC方案抗負(fù)載突變能力

運(yùn)行時突然加能夠使電機(jī)停止的負(fù)載，然后再突然去掉負(fù)載：

波輪DDM洗衣機(jī)重載洗滌運(yùn)行

滿載洗滌模式電流波形：

波輪DDM洗衣機(jī)滿載甩干運(yùn)行

滿負(fù)載甩干時電流波形：

稱重檢測

質(zhì)量與功率的關(guān)系如下：

當(dāng)檢測稱重時時，物體重量和功率曲線為：

偏心與對角偏心檢測（OOB&DOOB）

偏心示意圖：

偏心公式：

滾筒BLDC洗衣機(jī)恒壓制動

波輪DDM 洗衣機(jī)極低速（ 3hz ）啟動及運(yùn)行波形

中穎滾筒BLDC洗衣機(jī)無感FOC方案優(yōu)勢

調(diào)速范圍寬，電機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)速范圍150~18000rpm

啟動轉(zhuǎn)矩大，抗負(fù)載突變能力強(qiáng)

OOB/ DOOB檢測精度高

稱重算法精度高

恒壓制動電壓控制穩(wěn)定

電機(jī)溫度檢測功能

內(nèi)置高速運(yùn)放，BOM成本低

最低速運(yùn)行頻率低，電機(jī)電頻率最低可達(dá)3hz

啟動轉(zhuǎn)矩大，抗負(fù)載突變能力強(qiáng)

高精度低轉(zhuǎn)速運(yùn)行的偏心檢測，可在電機(jī)轉(zhuǎn)速10hz以內(nèi)完成

稱重算法精度高

電機(jī)溫度檢測功能

內(nèi)置高速運(yùn)放，BOM成本低

硬件系統(tǒng)—主芯片

硬件系統(tǒng)—模擬量采樣

硬件系統(tǒng)—驅(qū)動

來源： 中穎電子