無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在家用電器中的應(yīng)用

王勝

摘要：一直以來(lái)，我國(guó)的家用電器廠商間的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)非常激烈，為了確保家用電器產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定，需要加快新類型開(kāi)發(fā)的速度，由此在微型電動(dòng)機(jī)方面的要求變高，讓電機(jī)在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，呈現(xiàn)出較低噪聲、小型化以及智能化等諸多方面的特征。面對(duì)此種情況，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)得以誕生，將其運(yùn)用到家用電器當(dāng)中具有一定的科學(xué)性與可行性，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)闡述無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的相關(guān)情況，同時(shí)提出了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在家用電器當(dāng)中的運(yùn)用策略，進(jìn)而有助于增強(qiáng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在家用電器中的應(yīng)用成效。

關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī);家用電器;應(yīng)用

引言：對(duì)于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)而言，可以將其視為定、轉(zhuǎn)子倒置的一種同步電動(dòng)機(jī)設(shè)備。所以，兼具了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、運(yùn)行穩(wěn)定、調(diào)速性能良好等諸多方面的優(yōu)勢(shì)，所以，使得無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)被運(yùn)用到不同的行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，諸如，家用電器和儀表儀器等不同領(lǐng)域中的運(yùn)用，均可以發(fā)揮出一定的作用。鑒于此，在家用電器當(dāng)中加大對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)用力度可謂十分關(guān)鍵。

1.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)相關(guān)概述

對(duì)于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，針對(duì)的為沒(méi)有電刷與換向器的一種電動(dòng)機(jī)。以往的交流電動(dòng)機(jī)主要借助了鼠籠轉(zhuǎn)，對(duì)比直流電動(dòng)機(jī)而言，增加了調(diào)速與運(yùn)作環(huán)節(jié)的管控難度。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)盡管便于進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)電壓實(shí)施調(diào)節(jié)處理，能夠?qū)崿F(xiàn)線性調(diào)速的效果。通常情況下，轉(zhuǎn)子繞組應(yīng)該使用碳刷和換向器裝置，如此，增加了維護(hù)工作的難度，產(chǎn)生了很大的噪聲振動(dòng)現(xiàn)象。受到電子技術(shù)日益進(jìn)步的影響，可以運(yùn)用電子換向電路達(dá)到代替碳刷、換向器的目的，以便研發(fā)出新型的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)設(shè)備[1]。

實(shí)際上，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和普通的直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)作機(jī)制、特征一樣，但是構(gòu)成部分卻有所差別，在組成部分方面則和永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)設(shè)備是近似的。轉(zhuǎn)子包含了永久磁鐵，在定子上面則包含了多相繞組，同時(shí)采用了換向電路、直流電源，由相關(guān)測(cè)速電路構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保驅(qū)動(dòng)與控制電機(jī)能夠穩(wěn)定進(jìn)行運(yùn)行。

2.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在家用電器當(dāng)中的運(yùn)用策略

2.1加大無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在洗衣機(jī)電器中的應(yīng)用力度

近些年來(lái)，洗衣機(jī)產(chǎn)品在更新?lián)Q代的同時(shí)，功能也開(kāi)始多樣化，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)被廣泛運(yùn)用到其中。對(duì)于洗衣機(jī)來(lái)說(shuō)，通常運(yùn)用了低噪聲扁平型的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，沒(méi)有包括機(jī)械減速、傳動(dòng)等設(shè)施，借助無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)對(duì)洗衣機(jī)滾桶形成一定的驅(qū)動(dòng)作用，運(yùn)用了無(wú)級(jí)調(diào)速功能，當(dāng)洗衣的過(guò)程中，能夠以低速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn);在脫水時(shí)則處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，具有較低的故障發(fā)生率，并且應(yīng)用了先進(jìn)的模糊控制技術(shù)，凸顯出技術(shù)優(yōu)勢(shì)[2]。對(duì)于我國(guó)而言，小天鵝公司對(duì)變頻洗衣機(jī)的研發(fā)時(shí)間很早，在2001年時(shí)，變頻王洗衣機(jī)便得以誕生，應(yīng)用了先進(jìn)的無(wú)刷直流電機(jī)、PWM控制技術(shù)，能夠使洗滌的速度、節(jié)拍發(fā)生很大的變化，便于進(jìn)行管控，能夠結(jié)合衣物質(zhì)地的情況，選取不一樣的脫水轉(zhuǎn)速，達(dá)到了降低磨損情況發(fā)生率的目的，避免出現(xiàn)纏繞的現(xiàn)象。其洗滌噪音低于60dB，對(duì)比從前的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其電機(jī)使用年限延長(zhǎng)了200%，在能耗方面，則下降了51%。此種電動(dòng)機(jī)設(shè)備通常運(yùn)用了外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其定子鐵心則為帶料沖槽，鐵心的長(zhǎng)度具體為：VM-DD2 25mm，VM-DD3 20mm，共計(jì)有34槽，應(yīng)用了三相集中繞組，實(shí)現(xiàn)星形之間的聯(lián)結(jié)效果，轉(zhuǎn)子包含24極，使用了鐵氧體永磁材料。

2.2注重?zé)o刷直流電動(dòng)機(jī)在空調(diào)器中的科學(xué)運(yùn)用

當(dāng)前很多家庭當(dāng)中均會(huì)使用到眾多不同類型的家用電器，比如，空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)以及電視機(jī)等等。受到公眾生活質(zhì)量不斷增強(qiáng)的影響，讓更多全新的家用電器也開(kāi)始產(chǎn)生，諸如常見(jiàn)的洗碗機(jī)、消毒柜等等，均會(huì)依靠電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。國(guó)內(nèi)變頻空調(diào)的發(fā)展速度也非常快，使空調(diào)呈現(xiàn)出日趨直流化的特征。由此使得無(wú)刷直流電機(jī)被廣泛運(yùn)用到家用電器當(dāng)中。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，很多變頻壓縮機(jī)廠家均應(yīng)用了無(wú)刷直流電機(jī)設(shè)備，通過(guò)科學(xué)運(yùn)用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，對(duì)壓縮機(jī)、室內(nèi)外風(fēng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，發(fā)揮出全直流化空調(diào)的良好功效與作用，提高舒適性。比如我國(guó)上海日立公司便相繼引入了SG、SH型號(hào)的交流、直流調(diào)速空調(diào)壓縮機(jī)，掌握了其生產(chǎn)技術(shù)，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到相關(guān)要求，和國(guó)外一些品牌達(dá)到同步的效果。對(duì)于空調(diào)器室外風(fēng)機(jī)而言，主要運(yùn)用了無(wú)刷直流電機(jī)。通常情況下，借助了嵌入式槽絕緣，三相集中繞組，實(shí)現(xiàn)了星形聯(lián)結(jié)的效果，而轉(zhuǎn)子則運(yùn)用了圓環(huán)粘結(jié)鐵氧體，8極，沒(méi)有位置傳感器裝置，應(yīng)用了先進(jìn)的反電動(dòng)勢(shì)換相技術(shù)。除此之外，還存在運(yùn)用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)設(shè)備，主要被運(yùn)用到空調(diào)器換氣離心式風(fēng)機(jī)當(dāng)中。其電動(dòng)機(jī)的定子鐵心是9槽，運(yùn)用了三相集中繞組，實(shí)現(xiàn)星形聯(lián)結(jié)的效果，包括了6極、12極兩類轉(zhuǎn)子極數(shù)，并使用了粘結(jié)釹鐵硼永磁材料，具體的轉(zhuǎn)速是1000r/min～6000r/min。

從家用電器發(fā)展的角度來(lái)看，呈現(xiàn)出越來(lái)越智能化、節(jié)能化的發(fā)展勢(shì)態(tài)，在相關(guān)配套電動(dòng)機(jī)方面的要求也隨之變高。由此使得無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)被有效運(yùn)用到家用電器當(dāng)中。結(jié)合室內(nèi)空調(diào)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)計(jì)算之后，假如把傳統(tǒng)單相交流異步電動(dòng)機(jī)的體積、重量設(shè)定成100%，通過(guò)應(yīng)用無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)之后，相關(guān)指標(biāo)情況見(jiàn)下圖1。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前家用電器當(dāng)中諸多電動(dòng)機(jī)均能夠無(wú)刷化的狀況，有關(guān)家用電器廠商應(yīng)該制定出合理的應(yīng)對(duì)措施。一方面，增加在生產(chǎn)工作中的投資金額數(shù)量，達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)的效果，根據(jù)高效化的管理方式，達(dá)到控制經(jīng)濟(jì)成本的目的;另一方面，加快科學(xué)技術(shù)的研發(fā)速度。因?yàn)闊o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)體現(xiàn)出機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)，所以，需要增加相應(yīng)的人力、物資方面的投入數(shù)量，重視相關(guān)配套電子線路的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]燕來(lái)榮，張藍(lán)月，孫銘宇.在現(xiàn)代家用電器中電機(jī)的應(yīng)用和商機(jī)[J].日用電器，2019，186（216）：164-167.

[2]譚建成，王樓月，孫明德.變頻家電用永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的新結(jié)構(gòu)新工藝[J].家用電器科技，2020，122（130）：170-172.

作者簡(jiǎn)介：王 勝，男，1982年生，研究生，電機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工程師，專注于家用電器交流同步電機(jī)、無(wú)刷電機(jī)的研究與應(yīng)用。