提高30%BLDC电机能效的低成本变频洗碗机方案合集

发布时间：2025-03-13 阅读量：2140 来源: 我爱方案网作者: bebop

摘要：随着人们生活水平的提高，大型工商企业、事业单位及学校对大型商业厨具洗涤设备需求日趋增长。而传统大型厨具洗涤设备也在工业4.0的浪潮中不断更新换代，新一代洗碗机已经实现了高度自动化，可以通过传感器和控制系统实现自动进水、洗涤、漂洗、烘干等功能，不仅提高了生产效率，也降低了人为错误和交叉污染的风险。快报分析师推荐基于低成本MCU开发的变频洗碗机方案案例及其主控IC选型，极大降低BOM成本，方便工程师快速导入设计应用方案。

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洗碗机作为高效清洁家电，对电机的要求不断提高，主要包括：

高效节能：需降低电能消耗，符合家庭节能环保需求，毕竟没有哪个家庭愿意承担家电背后的高昂电费。

低噪音运行：对现代家庭尤其是小户型用户，安静运行至关重要，深夜熟睡时，谁想被家电嗡嗡作响的声音吵醒？

长寿命与高可靠性：避免频繁维护，提升用户体验，家里刚需电器总不能三天小修五天一大修。

智能化控制：通过精确控制清洁模式和转速，提升清洁效率。

在此背景下，传统异步电机与有刷直流电机逐渐被淘汰，BLDC（无刷直流）电机成为技术升级的重要突破口。

BLDC电机由电机主体与驱动器两部分构成，依靠电子换向取代传统机械换向器，具备以下核心优势：

高效节能：BLDC电机能效可提升20%-30%，特别适用于长时间工作的家电；

静音运行：利用正弦波驱动与无刷设计，有效降低噪音至40分贝以下；

长寿命与高可靠性：去除碳刷摩擦，电机寿命超过10年，极大减少故障率；

智能化控制：支持转速精确调控，提升不同洗涤模式下的清洁效果。

基于BLDC电机设计的变频洗碗机方案：

HC32L130变频洗碗机方案

该方案采用无感FOC控制算法，支持恒转速、恒转矩、恒功率、恒风量等多种控制模式，可实现多种工况下正常工作；支持主控面板和电机控制板之间的双向通信，可快速完成整机方案切换；支持使用电阻分压方式进行电流采样，极大降低BOM成本；支持过欠压、堵转、缺相、过流等完善的故障保护。

方案特点

• 无感FOC控制系统，电流THD小，转矩平稳，噪音低，观测器响应快，参数敏感性低（最大允许20%的参数偏差）

• 支持顺风、逆风、静止启动，启动转速范围大，逆风启动无过压、无过流，启动时间短

• 过流保护、过欠压保护、堵转保护等软硬件保护

• 恒转速、恒转矩、恒功率、恒风量等多种控制模式

• 支持主控面板和电机控制板之间的双向通信，可快速完成整机方案切换

• 丰富的控制函数库，快速实现客制化应用

基于GD32F330系列MCU开发的变频洗碗机方案

该方案选用业界先进的SMO+PLL无位置传感器变频控制技术，该技术具有启动转矩大，100%启动成功率，自由调速，效率高，控制精度高，完善的保护功能。由于洗碗机水泵工作在高温高湿的工况下，所以要求控制器除了硬件具有温度过温保护功能，同时软件算法也需要对控制参数进行温度补偿，在保证控制器安全可靠的工作情况下，保证水泵能够工作在最大速度或者最大输出功率，以提高产品的洗净度。

方案特点

输出功率：50W~100W

控制方式：FOC正弦控制

启动方式：无传感器

控制算法：SMO

调制方式：SVPWM

电流采样方式：双电阻采样

调制频率：20KHz

电机转速：3200RPM @ 3极对

喷水量：30L/MIN

保护功能：堵转、过流、欠压、过压、过温保护等

工业级器件(-40~85摄氏度)